收藏本站
《东华大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

并联机构特性分析与综合研究

张帆  
【摘要】: 并联机构的静刚度大、动力响应迅速等优点,使其在金属切削机床、工业自动化、医疗设备等领域具有广泛的应用前景;然而,并联机构在运动学、动力学等方面上的复杂特性使它在实际应用遇到许多困难。因此,改善并联机构的运动学、动力学等性能,使设计的并联机构能够很好满足工程实际的需要,成为并联机构应用研究中亟待解决的问题之一。 本文对并联机构瞬时运动、奇异位形、运动解耦、全局各向同性等问题进行了研究,主要研究内容包括: (1)在回顾并联机构研究现状基础上,对现有并联机构特性分析及综合研究进行了总结,分析并联机构研究中取得的成果和存在的不足,论述了本文研究并联机构瞬时运动、奇异位形等问题的意义和具体内容。 (2)针对并联机构的多支链闭环的结构特点,提出一种基于螺旋理论的空间机构学的分析方法,将并联机构分为运动支链与动平台两个组成部分,根据运动支链末端对动平台的作用力,分析并联机构瞬时运动、奇异位形等问题。 (3)利用约束螺旋与运动螺旋的几何规律,提出了并联机构瞬时运动分析的几何方法(IMGA),并得到主动避免瞬时运动的并联机构设计准则,建立了通过拓扑优化手段综合避免瞬时运动并联机构的方法。基于以上方法,综合得到一些结构新颖的、避免瞬时运动的两转动一移动并联机构。 (4)利用螺旋线性相关的几何特征,提出主动避免并联机构奇异位形并联机构设计准则,建立了通过拓扑优化手段综合避免奇异位形并联机构的方法。基于以上方法,综合得到结构新颖的、避免奇异的三转动3-RRR并联机构和两转动一移动2RPS-PS并联机构。 (5)利用运动支链末端作用力理论,推导出解耦并联机构的设计准则,建立了通过拓扑优化手段综合解耦并联机构的方法。基于以上方法,综合得到了解耦的一转动两移动并联机构,三移动并联机构。其中解耦的一转动两移动并联机构是新颖机构。 (6)鉴于一般并联机构静刚度存在上下限,证明了全局各向同性并联机构工作空间内静刚度全局相同,进一步得到全局各向同性并联机构的设计准则,建立了通过拓扑优化手段综合全局各向同性并联机构的方法。基于以上方法,综合得到了全局各向同性的两移动并联机构和三转动并联机构。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TH112

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 赵晓龙;赫东锋;张君安;林琳;;一种新型球面并联分选机构运动学研究[J];现代电子技术;2014年08期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 于影;舰船航行纵向补给对接技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 韩晓辉;基于重载的3-PRS并联机构的设计[D];上海交通大学;2013年
2 武振华;3-RPR三自由度并联机构的性能研究[D];中北大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹豪,王启义,余晓流,赵明扬;并联Stewart机构位姿误差分析[J];东北大学学报;2000年03期
2 王宪平,戴一帆,李圣怡;一般机构的解耦运动[J];国防科技大学学报;2002年02期
3 王立平,汪劲松,李育文;并联机床动态特性研究的理论与实际意义[J];工具技术;2002年11期
4 金振林,高峰;新型并联机床的力/运动传递各向同性性能及其分布[J];机床与液压;2001年04期
5 黄田,汪劲松,D.J.Whitehouse;Stewart并联机器人位置空间解析[J];中国科学E辑:技术科学;1998年02期
6 曲义远,黄真;空间六自由度多回路机构位置的三维搜索方法[J];机器人;1989年05期
7 乔俊伟,詹永麒,王旭永;6-SPS并联平台位置姿态误差分析[J];机械科学与技术;2001年01期
8 黄田,汪劲松,WhitehouseDJ;Stewart并联机器人局部灵活度与各向同性条件解析[J];机械工程学报;1999年05期
9 赵新华,解宁,温殿英;并联6自由度平台机构误差识别算法[J];机械工程学报;2000年12期
10 蔡光起,原所先,胡明,王启明;三自由度虚拟轴机床静力学及动力学的若干研究[J];中国机械工程;1999年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高洪;赵韩;;并联机器人机构学理论研究综述[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年01期
2 嵇国金,马奎,王磊;微纳操作器运动学分析[J];微纳电子技术;2003年03期
3 温庆荣,方跃法;一种新型4自由度并联机器人自由度分析[J];北方交通大学学报;2003年04期
4 姜虹;蔡永琳;王小椿;;一种并联机构结构误差识别与修正的新算法[J];北京交通大学学报;2007年01期
5 郭盛;方跃法;;避免约束奇异的平动并联机器人设计方法[J];兵工学报;2007年08期
6 范晋伟,关佳亮,王彤波,王文超,关剑,张小龙;并联机床虚拟设计的理论方法[J];北京工业大学学报;2001年04期
7 许意华,刘德忠,费仁元,潘新文;3-PTT并联微操作机器人机构误差分析[J];北京工业大学学报;2002年02期
8 辛洪兵;余跃庆;;由支链构造并联机器人雅可比矩阵[J];北京工业大学学报;2007年10期
9 宁萌;郝静如;孙江宏;;一种新型稳定平台的运动学和工作空间分析[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2011年01期
10 郭祖华,陈五一,陈鼎昌;6杆并联机构运动学及杆受力的仿真[J];北京航空航天大学学报;2001年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 阮久宏;荣学文;吴三友;;凿岩机器人液压系统ADRC控制器设计与仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 孙立宁;刘彦武;曲东升;李长峰;;靶定位并联机器人控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 孙立宁;李长峰;曲东升;刘彦武;;ICF精密并联机器人系统的研制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 胡英;吴德烽;;一种柔性检测机器人的运动学研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 金振林;高峰;;基于6-SPS三维平台机构的新型并联机床刚度分析[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2000年
6 沙晶晶;陈志平;施浒立;吕兴荣;;基于悬丝机构的目标飞行物位姿解算分析与实现[A];2005年机械电子学学术会议论文集[C];2005年
7 徐德红;李小平;;波束波导系统中反射镜精密调整机构的设计与分析[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
8 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
9 罗玉峰;张九天;杨廷力;;空间机构微小化设计探讨[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年
10 王玉新;王仪明;柳杨;朱殿华;;对称结构Stewart平台机器人的位置正解[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 常艳艳;水下运载器对接装置虚拟仿真系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 梁桥康;特殊应用的多维力/力矩传感器研究与应用[D];中国科学技术大学;2010年
4 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
5 皮阳军;电液伺服并联六自由度舰船运动模拟器轨迹跟踪控制及其应用研究[D];浙江大学;2010年
6 李雨桐;并联机构运动奇异性及其动态稳定性研究[D];浙江大学;2010年
7 吴乐彬;基于电液伺服并联六自由度机构的广义负载模拟理论和实验研究[D];浙江大学;2010年
8 张淑平;基于视觉的并联机器人位姿检测方法研究[D];东华大学;2010年
9 吴伟光;基于并联机构的多维减振装置及其主动控制技术的研究[D];江苏大学;2011年
10 于洪健;基于并联机器人机构的汽车薄板件柔性装配夹具研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 户燕会;工业机器人的工作空间和误差补偿的分析与仿真[D];河南理工大学;2010年
2 郭大杰;3-PRRRR移动并联机构自由度、约束奇异和运动学分析[D];浙江理工大学;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 穆星科;多足机器人运动控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 万晓正;平面绳牵引并联机构的控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 伍英华;六自由度一体式坦克模拟器误差特性及控制[D];大连理工大学;2010年
7 刘凉;3-RRRU并联机器人运动学控制的研究[D];天津理工大学;2010年
8 梅凡;三自由度并联机器人精度分析与综合[D];天津理工大学;2010年
9 李耀斌;三自由度并联机器人运动学分析[D];天津理工大学;2010年
10 赵洪全;3-DOF并联机器人传动性能研究[D];天津理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄昔光;何广平;谭晓兰;袁俊杰;崔桂芝;;并联机器人机构研究现状分析[J];北方工业大学学报;2009年03期
2 李鲁亚,张启先,刘亚斌,陈伟海;冗余度机器人力控制的运动学稳定性分析[J];北京航空航天大学学报;1997年04期
3 刘惠林,张同庄,丁洪生;3-RPR平面并联机构正解的吴方法[J];北京理工大学学报;2000年05期
4 周昭明;盛子寅;冯悟时;;多用途货船的操纵性预报计算[J];船舶工程;1983年06期
5 孟庆鑫;杜维杰;王春林;王立权;;SIWR-II型水下作业机械手与工具自动对接研究[J];船舶工程;2005年06期
6 马洁;杨鹏;李国斌;;高海情下船舶运动规律及减摇技术仿真研究[J];船舶工程;2006年02期
7 常艳艳;孟庆鑫;王贺春;;深潜救生艇及其对接装置的现状及发展趋势[J];船舶工程;2010年01期
8 万林,蔡烽,张永胜,侯建军,石爱国,杨宝璋;提高舰船武器、装备使用海况的新方法[J];船舶;2003年03期
9 韩涛,李江翔,叶明;舰艇航行补给接收装置及发展趋势[J];船舶;2005年05期
10 王建方;李辉辉;徐正强;;两浮体在波浪中二阶漂移力的三维方法研究[J];船舶;2008年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王宪平;并联机构的机构分析及流形多体系统研究[D];国防科学技术大学;2001年
2 杨建新;基于支链单元的并联机构动力学建模方法及参数辨识研究[D];清华大学;2004年
3 李仕华;几种空间少自由度并联机器人机构分析与综合的理论研究[D];燕山大学;2004年
4 王建方;舰/舰补给系统中水动力学问题的数值仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
5 张立杰;两自由度并联机器人的性能分析及尺寸优化[D];燕山大学;2006年
6 曹毅;六自由度并联机器人奇异位形的研究[D];燕山大学;2006年
7 冯志友;基于单开链单元的并联机器人机构学理论研究[D];天津大学;2006年
8 朱思俊;少自由度并联机构运动学及五自由度并联机构的相关理论[D];燕山大学;2007年
9 石志新;基于序单开链单元的并联机器人运动分析模式方法研究[D];南昌大学;2008年
10 吴孟丽;一种新型三自由度并联机构的设计理论与方法[D];天津大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭大杰;3-PRRRR移动并联机构自由度、约束奇异和运动学分析[D];浙江理工大学;2010年
2 许意华;两级串并联微操作机器人运动学研究及监控系统开发[D];北京工业大学;2001年
3 滕英祥;船舶在风浪中的操纵运动仿真[D];大连海事大学;2004年
4 杜维杰;水下作业机械手与工具自动对接技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
5 吴剑;基于并联六自由度电液伺服机构的单自由度力控制研究[D];浙江大学;2006年
6 肖仲明;风浪中船舶操纵运动建模与仿真[D];大连海事大学;2007年
7 贾翠玲;船舶运动的虚拟仿真技术研究[D];吉林大学;2007年
8 侯洪涛;海上补给仿真训练系统模型框架设计与实现[D];国防科学技术大学;2006年
9 李嵩;少自由度并联机构基本型的分析与综合[D];重庆大学;2007年
10 齐小伟;船舶减摇鳍系统仿真[D];大连海事大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹豪,王启义,赵明扬,李群明;并联机器人机床运动学正、逆解[J];东北大学学报;1997年04期
2 黄真;曲义远;;空间并联机器人机构的特殊位形分析[J];东北重型机械学院学报;1989年02期
3 叶东,黄庆成,车仁生;多关节坐标测量机的误差模型[J];光学精密工程;1999年02期
4 叶东,车仁生;仿人多关节坐标测量机的数学建模及其误差分析[J];哈尔滨工业大学学报;1999年02期
5 黄田,汪劲松,D.J.Whitehouse;Stewart并联机器人位置空间解析[J];中国科学E辑:技术科学;1998年02期
6 张同庄;机器人拐角轨道的光滑设计研究——Clothoid曲线接续法[J];机器人;1990年03期
7 姚建新,陈永;并联型工业机器人的运动弹性动力学研究[J];机器人;1996年06期
8 王启明,胡明,郭成,蔡光起;并联式钢坯修磨机器人动力学及轨迹规划研究[J];机器人;1999年01期
9 胡明,蔡光起,郭成,王启明,史家顺,原所先;一种三自由度并联机器人机构静力学计算[J];机械设计与制造;1998年01期
10 李兵,王知行,刘文涛,李建生;新型并联机床的固有特性研究[J];机械设计;1999年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王宪平;并联机构的机构分析及流形多体系统研究[D];国防科学技术大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐国宝,黄田;Delta并联机构精度标定方法研究[J];机械工程学报;2003年08期
2 高峰,黄玉美,史文浩,彭中波,樊泽明,程祥;3-RPS并联机构工作空间分析的球坐标搜索法[J];西安理工大学学报;2001年03期
3 尹旭峰,郇极;一种六杆并联机器人的控制问题和控制器研究[J];北京航空航天大学学报;2003年06期
4 郭卫东,韩先国,陈五一;3PSS并联机构的运动特性分析[J];北京航空航天大学学报;2004年01期
5 张秀峰,孙立宁;精密并联机器人控制算法及控制系统研究[J];机械工程学报;2004年04期
6 沈惠平,杨廷力,马履中;6自由度弱耦合并联机构机型设计及其方法[J];机械工程学报;2004年07期
7 沈辉,吴学忠,李泽湘;并联机构奇异点的运动分岔研究[J];国防科技大学学报;2004年06期
8 孔令富,张世辉,肖文辉,李成元,黄真;基于牛顿—欧拉方法的6-PUS并联机构刚体动力学模型[J];机器人;2004年05期
9 彭卫东,陈新,李克天;悬置式3自由度并联机构的位置及转动性能分析[J];机械设计;2005年04期
10 王坤茜;林捷晖;;并联机构造型设计研究[J];机床与液压;2005年11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 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
5 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
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 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
8 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
9 刘治志;罗玉峰;石志新;杨廷力;;一种平面三自由度并联机构动力学分析的序单开链法[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文摘要集[C];2007年
10 刘治志;罗玉峰;石志新;杨廷力;;一种平面三自由度并联机构动力学分析的序单开链法[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 本报记者 由庆祝;国内首台新型并联机床在哈量下线[N];中国工业报;2007年
2 ;清华大学齐二机床联合研制成功国内首台重型混联机床[N];科技日报;2008年
3 柯葆;国内首台重型混联机床问世[N];中国船舶报;2008年
4 本报记者 由庆祝;哈量研制出国际顶级LINKS-EXE700并联机床[N];中国工业报;2007年
5 本报记者 兰海侠;五强联手 新一代并联机床试水中国市场[N];机电商报;2007年
6 中国工程院院士 周勤之;制造业:生产物质财富的产业[N];中华读书报;2003年
7 陈循介;美国机床技术为何在世界领先[N];中国机电日报;2001年
8 记者 张亚德 姚琳;市领导走访慰问知名专家学者[N];保定日报;2009年
9 本报记者 严曼青;并联机床:实质运作 多家竞争[N];机电商报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 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
4 苗志怀;多模式步滚移动两足并联机构的研究[D];北京交通大学;2014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
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026