收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

三自由度空间柔性并联机器人动力学研究

刘善增  
【摘要】: 柔性机器人、并联机器人是机器人领域中的两个前沿课题。由于柔性串联机器人满足了现代工业在轻质、高精度和高加速度运动等方面的要求,近三十多年来得到了快速发展。并联机器人具有运动惯量小、刚度大、运动精度高等优点,与串联机器人在结构和性能方面形成互补关系,从而扩大了机器人的应用范围。随着对机器人在高精度、高效率等方面要求的不断提高,同时具有柔性机器人和并联机器人两方面特点的柔性并联机器人将成为机器人领域的一个新方向。因此,进行这方面的研究具有重要的理论意义和实用价值。 本文将并联机器人与柔性机器人有机地结合起来,以具有柔性构件的三自由度空间并联机器人为分析对象,全面研究诸如动力学建模与分析、虚拟样机仿真、动态特性和优化设计、运动规划和动力规划等空间柔性并联机器人动力学分析和综合方面的问题。 首先,进行了具有柔性构件的空间并联机器人的动力学建模和求解。建立了一种空间柔性梁单元模型,推导了柔性梁单元的动力学方程和并联机器人支链的动力学方程。利用系统运动学约束和动力学约束,装配支链的动力学方程得到柔性并联机器人的系统动力学方程。讨论了柔性并联机器人动力学方程的求解,并通过数值算例分析了动平台的动力学响应。 其次,进行了柔性并联机器人的虚拟样机仿真。以SAMCEF软件为平台,分别建立了3-RRS、3-RSR和3-RRC柔性并联机器人的虚拟样机。分析了这些柔性并联机器人的位移误差、速度、加速度和动应力等的变化情况。通过数值计算结果和SAMCEF软件仿真结果的对比,验证了本文所建动力学模型的有效性和正确性。 再次,开展了柔性并联机器人的动态特性分析和机构优化设计的研究。分析了柔性并联机构系统的固有频率与设计参数的关系。由此,提出了基于系统固有频率的机构优化设计模型,以运动误差、动应力等为约束条件,进行了构件参数的结构优化设计。 最后,分别进行了柔性并联机器人系统的输入运动规划和动力规划。通过柔性并联机器人的初始位形选择和输入运动规划,达到了降低系统运动误差的目的;通过柔性并联机器人系统的动力规划,降低了系统驱动力矩的波动。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张绪平,余跃庆;冗余度柔性空间机器人减振设计新思路[J];机械科学与技术;2000年04期
2 刘军,王侃夫,吉顺如;基于开放式控制器PMAC的数控系统[J];上海电机技术高等专科学校学报;2002年02期
3 李静 ,黄国青;关于提高管理信息系统柔性的思考[J];航空科学技术;2004年03期
4 范玉顺,吴 澄;一种提高系统柔性的工作流建模方法研究[J];软件学报;2002年04期
5 陈进,李正明;柔性视觉检测研究[J];计算机测量与控制;2003年10期
6 王宗彦,魏生民,何小朝,张铁昌;基于图形识别的参数化设计与建库方法[J];西北工业大学学报;1998年04期
7 罗向阳,陈江;从控制结构看制造系统的柔性问题[J];机电工程;1998年06期
8 张绪平,余跃庆;冗余度柔性空间机器人的最优关节初始位形[J];机械科学与技术;1999年05期
9 华中生,徐晓燕,石琴;柔性制造系统的柔性与决策问题[J];中国科学技术大学学报;2000年01期
10 陈金秀,沈乃勋,马培荪;仿蚯蚓柔性蠕动机器人[J];机械设计与研究;2000年03期
11 方明;多智能体柔性企业资源计划系统模型的研究[J];计算机工程与设计;2003年01期
12 刘小勇,方海燕,乔雪涛,关勇,温和;基于PC和PLC的绕线机数控系统研究[J];机床电器;2004年01期
13 韩春利;面向对象程序设计的柔性[J];中原工学院学报;1992年02期
14 何广平,陆震;柔性冗余度机器人动力学规划[J];北京航空航天大学学报;1998年01期
15 熊顺源;;一种新的数控编程方法——参数编程[J];机械科学与技术;1998年03期
16 张洁,高亮,李培根,段正澄;基于资源模型的单元控制器[J];机械与电子;2000年06期
17 孙延明,俞国燕,李迪,黄平,郑时雄;面向柔性装配系统的人机一体优化设计(英文)[J];华南理工大学学报(自然科学版);2001年10期
18 王志龙,白庆华;模型化数据管理研究[J];计算机工程与应用;2001年19期
19 郭新贵,李从心;S曲线加减速算法研究[J];机床与液压;2002年05期
20 陈刚,张立彬,杨庆华,阮健;一种柔性手指的建模研究[J];机械设计与制造工程;2002年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 董培涛;吴学忠;;平面二自由度并联机构工作空间分析的新方法[A];面向21世纪的生产工程——2001年“面向21世纪的生产工程”学术会议暨企业生产工程与产品创新专题研讨会论文集[C];2001年
2 薛明;颜永年;张人佶;李卫;;一种三自由度并联机构在熔融挤压成形工艺中的应用[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
3 吴宇列;吴学忠;李圣怡;;并联机构位形空间的拓扑结构研究[A];面向21世纪的生产工程——2001年“面向21世纪的生产工程”学术会议暨企业生产工程与产品创新专题研讨会论文集[C];2001年
4 陈道勇;;粒子的柔性及其自组装[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
5 范守文;徐礼钜;;1PP+4TPS型空间并联机构位置正解[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年
6 徐东光;吴盛林;袁立鹏;;一种增大6-UPS并联机构工作空间有效方法的研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
7 孟飞;;极限边界搜索实现的并联机构工作空间分析[A];先进制造技术论坛暨第五届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2006年
8 王昕;李泽湘;;冗余驱动并联机构的运动控制分析与应用[A];第二十二届中国控制会议论文集(下)[C];2003年
9 闫涛;洪国同;蔡京辉;梁惊涛;;一种应用于低温系统的柔性冷量传输带[A];第八届全国低温工程大会暨中国航天低温专业信息网2007年度学术交流会论文集[C];2007年
10 张建军;李为民;李颖;高峰;;一种新型正交结构6-PPPS并联机构及其运动学解耦性研究[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘善增;三自由度空间柔性并联机器人动力学研究[D];北京工业大学;2009年
2 姚蕊;大跨度索并联机构力特性及尺度综合设计研究[D];清华大学;2010年
3 张克涛;变胞并联机构的结构设计方法与运动特性研究[D];北京交通大学;2010年
4 李彬;支链布局对一类三自由度并联机构结构约束及运动学性能的影响研究[D];天津大学;2012年
5 许允斗;基于并联机构理论大型锻造操作机设计与分析[D];燕山大学;2012年
6 丁玲;并联机构拓扑数组综合理论与计算机化研究[D];燕山大学;2012年
7 程世利;并联机构若干基本问题的研究[D];南京航空航天大学;2011年
8 张彦斌;少自由度无奇异完全各向同性并联机构型综合理论研究[D];西安理工大学;2008年
9 胡波;基于约束力/矩的少自由度并联机构和串并联机构理论研究[D];燕山大学;2010年
10 孙涛;少自由度并联机构性能评价指标体系研究[D];天津大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许怀友;少自由度并联示教机器人的结构学与运动学设计[D];重庆大学;2004年
2 岳扩明;3-RPC并联机构的动力学性能指标分析与仿真[D];燕山大学;2010年
3 赵进科;正交三自由度并联机构动力学分析[D];郑州大学;2010年
4 陈茂圣;基于三并联万向腕关节和二并联机构的混联机构的误差研究[D];东北大学;2010年
5 田冠男;一种含非对称主动运动支链的新型并联机构运动学研究[D];天津大学;2005年
6 卫进;基于并联机构新型液压支架的研究[D];太原理工大学;2005年
7 吴筱春;6-PUS并联机器人数字化样机的研究[D];河海大学;2004年
8 刘华生;绳牵引并联机构分析与控制的研究[D];华侨大学;2004年
9 张强;4-RSS+PS+2-RRS并联机构的动力学性能指标分析与仿真[D];燕山大学;2010年
10 陈航;三自由度并联机构正解及试验平台控制方法研究[D];华中科技大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 易茗;“柔性延时退休”应缓行[N];上海金融报;2010年
2 本报记者 武春丽;江苏盱眙柔性城管换来城市温情[N];中国建设报;2010年
3 记者 张仲明 通讯员 立翔 潘颖;71名教授博士“柔性挂职”企业[N];泰州日报;2011年
4 杨进欣 董学清;胶州工商“柔性执法”实现和谐共赢[N];中国工商报;2009年
5 张传发;赞成“柔性延迟退休”的“四大理由”[N];中国经济导报;2010年
6 杜燕侠 周琳;.“柔性+刚性”模式下的和谐[N];淄博日报;2011年
7 王林生;阆中工商局力推“柔性执法”[N];四川科技报;2010年
8 肖云 孙晶;研究院“柔性重防腐材料”课题通过验收[N];石油管道报;2010年
9 王彦 张逸飞;中国电科院柔性直流换流阀通过试验[N];国家电网报;2010年
10 记者 邓洪涛;柔性显示器技术远“嫁”内蒙古[N];湖北日报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978