發(fā)布時間：2020-06-09 03:30

【摘要】： 本文對含五桿閉鏈的并聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型綜合問題，—種含五桿閉鏈的混合驅(qū)動六自由度并聯(lián)機構(gòu)的正運動學(xué)位置求解、工作空間分析、精度設(shè)計、實體模型運動仿真及機構(gòu)桿件干涉分析等問題進行了比較深入的研究。 針對平面機構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計問題，首次提出了機構(gòu)設(shè)計方案的灰色模糊評判方法，并通過實例進行了分析驗證。對平面五桿閉環(huán)機構(gòu)的類型、運動性能、拓撲特性等進行了深入分析。通過重點研究5R閉環(huán)機構(gòu)與RPRPR閉環(huán)機構(gòu)在并聯(lián)機構(gòu)中的應(yīng)用，綜合出了四種4自由度空間并聯(lián)機構(gòu)、兩種5自由度空間并聯(lián)機構(gòu)和兩種6自由度空間并聯(lián)機構(gòu)的新構(gòu)型。 對含五桿閉鏈的混合驅(qū)動六自由度并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)位置正解進行了求解。根據(jù)該六自由度并聯(lián)機構(gòu)的幾何結(jié)構(gòu)特點運用幾何分析和虛擬桿長相結(jié)合的方法建立起了其運動學(xué)數(shù)學(xué)模型，將求解并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)位置正解歸結(jié)于求解一組具有強耦合性的多元非線性方程組的極值問題。首次提出了利用改進遺傳算法來直接優(yōu)化求解并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)正解的所有實數(shù)解，并通過計算灰色關(guān)聯(lián)度對求出的結(jié)果進行分組的方法。實例分析結(jié)果表明該方法簡單方便，求解精度高，完全可用于對不同結(jié)構(gòu)形式的并聯(lián)機構(gòu)正運動學(xué)問題求解。 根據(jù)該六自由度并聯(lián)機構(gòu)具有對稱結(jié)構(gòu)的特點，結(jié)合平面五桿機構(gòu)的工作區(qū)間，運用頂點空間分析法分析了并聯(lián)機構(gòu)的整體工作空間的形成過程。在分析制約并聯(lián)機構(gòu)工作空間的約束條件的基礎(chǔ)上，基于位置逆解方程，通過邊界極值搜索法，給出了并聯(lián)平臺機構(gòu)工作空間的二維表示圖及對應(yīng)于不同z值的x—y平面內(nèi)的工作空間截面形狀。采用有效圓柱體體積來衡量工作空間，詳細分析了平臺結(jié)構(gòu)尺寸對工作空間體積的影響，給出了各參數(shù)對有效圓柱體體積的影響曲線。在運動學(xué)正、逆解的基礎(chǔ)上，對雅可比矩陣進行了研究，分析了該并聯(lián)機構(gòu)的奇異性。 研究了并聯(lián)平臺機構(gòu)的精度設(shè)計問題。通過考慮球鉸、回轉(zhuǎn)副間隙誤差隨機性的影響，在運動學(xué)逆解的基礎(chǔ)上，建立了該新型六自由度并聯(lián)平臺的實際誤差模型，并進行了誤差的蒙特卡洛模擬分析和誤差的靈敏度分析，對平臺的結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對誤差的影響進行了計算機仿真分析。提出了將精度綜合問題轉(zhuǎn)化為一個多目標多變量的非線性優(yōu)化問題，用混沌遺傳算法進行求解的方法，并給出了建立精度綜合的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的方法步驟。 用Pro／ENGINEER實體建模設(shè)計軟件建立了含五桿閉鏈的混合驅(qū)動6自由度并聯(lián)機構(gòu)的實體模型，通過可視化運動仿真對并聯(lián)機構(gòu)的干涉性問題進行了直觀分析和研究，為對整機的其它性能分析和優(yōu)化工作打下了基礎(chǔ)。
【圖文】：

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本文編號：2704095