一種2T2R自由度并聯(lián)機構(gòu)的運動學設(shè)計.pdf

1、本論文密切結(jié)合國家裝備制造業(yè)對五坐標混聯(lián)構(gòu)型裝備的迫切需求，深入研究了一種新型兩平兩轉(zhuǎn)(2T2R)自由度并聯(lián)機構(gòu)2-PSS&(2-PRR)R的設(shè)計方法，主要內(nèi)容涉及結(jié)構(gòu)學、逆運動學、位置正解、工作空間、奇異性及尺度綜合等方面。本文取得以下研究成果：
　　 (1)結(jié)構(gòu)學分析。建造了2-PSS&(2-PRR)R機構(gòu)實體模型，詳細介紹了其結(jié)構(gòu)組成原理，繪制了機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖，并借助螺旋理論揭示其末端的自由度數(shù)目與類型，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)學分析。

2、
　　 (2)運動學分析?；陂]環(huán)矢量法，構(gòu)建了2-PSS&(2-PRR)R機構(gòu)的逆運動學分析模型，獲得了操作空間與關(guān)節(jié)空間之間的位置、速度及加速度映射關(guān)系，為機構(gòu)運動學設(shè)計(尺度綜合)奠定了基礎(chǔ)。此外，借助Mathematiea數(shù)學工具軟件獲得了該機構(gòu)的全部位置正解。
　　 (3)工作空間和奇異性分析。針對2-PSS&(2-PRR)R機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)組成，定義了兩種工作空間；計及驅(qū)動范圍、運動副轉(zhuǎn)角范圍等工程約束，分別利

3、用不同搜索算法獲得了該機構(gòu)的兩種工作空間，并側(cè)重研究了關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)對機構(gòu)工作空間的影響。通過對約束方程求導建立了雅可比矩陣，并深入研究了該并聯(lián)機構(gòu)的奇異問題。
　　 (4)尺度綜合。建立了2-PSS&(2-PRR)R機構(gòu)的無量綱雅可比矩陣(速度映射算子矩陣)，并以其代數(shù)特征為基礎(chǔ)，構(gòu)造了恰當?shù)倪\動學性能評價指標；借助單調(diào)性分析，揭示了關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)對機構(gòu)運動學性能的影響；在(2)、(3)基礎(chǔ)上，根據(jù)給定的工作空間，并計及相關(guān)的幾何