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《南京理工大学》 2002年
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基于stewart平台机构的并联机床设计理论及方法研究

卢强  
【摘要】: 二十世纪六十年代,Stewart平台被发明出来并用于飞行模拟器,九十年代,Stewart平台结构被用于机床设计中,一些并联机床的样机相继在美、日、俄等国问世,我国也研制出并联机床样机。尽管并联机床被认为具有结构简单,运动灵活,适合曲面加工等优点,但也具有工作空间有限且受刀具姿态影响大等缺点,更何况国内外学术界和工程界对并联机床的加工精度能否达到传统机床的水平还没有定论。这些因素将制约并联机床在我国的研究和发展。通过本课题的研究,将为并联机床的结构设计和精度设计提供一些理论依据,使并联机床的性能更加满足加工性能要求。 本文首先建立了能描述Stewart平台族的参数模型,在此基础上对Stewart平台进行了运动学分析,为后续的结构设计和精度设计打下了理论基础。 在并联机床的结构设计中,针对并联机床的工作空间有限且受刀具姿态影响大的弱点,提出了以保证非零最小可达章动角球形主工作空间的基础上,使操作灵敏度暨刚度分布最优化的设计目标,优化方法的选用了遗传算法,结合神经网络技术,该方法取得了很好的结果。 在并联机床的精度设计部分,本文在并联机床的几何误差模型基础上,利用蒙特卡洛方法综合分析了包括铰链间隙的各项误差源对加工误差的影响,并建立了三类误差敏感度以全面评估并联机床的精度特点。在精度综合工作中,本文提出一种基于蒙特卡洛方法的精度综合方法,利用该方法能较好地选择铰链的配合精度。 在理论实现部分,本论文开发了基于OpenGL的Stewart平台运动仿真软件和基于VB和Matlab的误差分析软件,这些工作将对并联机床的设计提供一些辅助作用。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TG659

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 姜媛媛;;Pro/E在新型并联机床实体建模上的应用[J];辽宁石油化工大学学报;2009年04期
2 李经伟;赵恒华;;并联焊接机器人虚拟样机设计[J];焊接技术;2009年01期
3 李研彪;金振林;计时鸣;;一种新型3-DOF串并混联拟人机械臂的研制[J];中国科学(E辑:技术科学);2009年12期
4 姜媛媛;;基于Pro/E的并联机床实体建模[J];机械设计;2009年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 贺利乐;含五杆闭链的并联机构构型综合及主要运动性能分析研究[D];西安理工大学;2006年
2 李研彪;新型6-DOF串并混联拟人机械臂的性能分析与设计[D];燕山大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 白永超;大型结构件运输夹具误差建模与分析[D];天津大学;2010年
2 肖华;六自由度Stewart并联机构结构的优化设计[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 屠凤莲;2-PRR并联机床的设计理论及方法研究[D];河北工业大学;2006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 张浩;六自由度并联风洞模型支撑系统机构优化[D];清华大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐卫良;张启先;;空间机构运动误差的概率分析和蒙特卡罗模拟[J];南京工学院学报;1988年06期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 徐文婷;李承鹏;;基于自适应遗传算法的离散化方法[J];合肥师范学院学报;2011年03期
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8 唐燕杰,苗恩铭,陈晓怀;热膨胀系数同弹性模量数学模型分析[J];安徽纺织职业技术学院学报;2003年01期
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10 马友平;;生长模型McDill-Amateis的遗传算法拟合研究[J];安徽农业科学;2007年33期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 王艳琴;;并联机床与开放式数控系统[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 丁婷;崔红涛;;遗传算法在智能天线扇区波束赋形及阵元失效补偿中的应用[A];经济策论(上)[C];2011年
4 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
5 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
6 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
7 程远林;李茂军;;基于小生境遗传算法的配电网电容器优化配置[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 赵瑞艳;李树荣;张晓东;苗荣;;基于混合遗传算法的热传导系统最优控制问题求解[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张亚娟;适应性企业战略协同机制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 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
6 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
7 董慧群;代建制项目风险预警管理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
9 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
10 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;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 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
5 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
6 李臻;城市公交车辆智能调度优化研究[D];山东科技大学;2010年
7 朱国凯;泰安市农村公路典型路面结构研究[D];山东科技大学;2010年
8 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
9 施晓坤;煤炭企业人才结构优化[D];山东科技大学;2010年
10 倪雪微;7R机械手运动分析的递推算法[D];长春理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈明哲 ,张启先;工业机器人误差分析[J];北京航空学院学报;1984年02期
2 徐卫良 ,张启先;空间开链和闭链连杆机构运动误差研究的微小位移合成法[J];北京航空学院学报;1987年01期
3 史长虹,张建民,张同庄,郝娟,范宇,邹秋玲,贾东云;变轴数控机床重复定位精度评定策略探讨[J];北京理工大学学报;2001年04期
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6 曹一鹏,张文增,赵冬斌;拟人机器人上肢运动检测系统的研制[J];传感器技术;2003年06期
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9 李树军,杜立群,张国忠;运动链和机构的拓扑特性及其性能评价[J];东北大学学报;1997年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 金振林;新型六自由度正交并联机器人设计理论与应用技术研究[D];燕山大学;2002年
2 唐文艳;结构优化中的遗传算法研究和应用[D];大连理工大学;2002年
3 韩先国;并联机床相关理论及设计方法研究[D];北京航空航天大学;2002年
4 赵永杰;高速轻型并联机械手动态设计理论与方法[D];天津大学;2006年
5 高洪;6-3-3并联机器人机构学理论与应用研究[D];合肥工业大学;2007年
6 胡清洁;求解约束优化问题的序列二次规划方法研究[D];湖南大学;2008年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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4 杨莅彦;一种新型6-THRT并联机构精确度及其位姿测量模型的研究[D];南京理工大学;2004年
5 马海涛;基于Pro/E并联机床后置处理系统研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
6 刘昊旸;遗传算法研究及遗传算法工具箱开发[D];天津大学;2005年
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8 周莹;基于激光跟踪测量系统的研究及其在管片检测中的应用[D];同济大学;2007年
9 陈水赠;6-SPS并联机器人研究及其结构参数优化[D];南京理工大学;2007年
10 贾小丽;大型结构件检测的关键技术与实验研究[D];天津大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗鸣;鲍伟成;徐丽丽;;焊接机器人无线指令通信系统设计[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年04期
2 段艳宾;梁顺攀;李聪;赵永生;;6-PUS/UPU并联机器人冗余驱动力控制仿真[J];计算机集成制造系统;2011年10期
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4 王倩;李尚庆;范阳阳;张小福;;基于Pro/E的茶叶双锅曲毫炒干机的虚拟装配设计[J];农机化研究;2013年05期
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7 李研彪;计时鸣;谭大鹏;文东辉;王忠飞;都明宇;;基于空间模型技术的新型正交5-DOF并联机床的运动学传递性能分析[J];应用基础与工程科学学报;2011年04期
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9 王倩;叶安英;李颖芝;;Pro/E虚拟仿真在车床拆装实训教学中的应用[J];制造技术与机床;2012年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 崔冰艳;仿生机器人并联关节/运动单元的性能分析与设计[D];燕山大学;2012年
2 朱德泉;基于联合仿真的机电液一体化系统优化设计方法研究[D];中国科学技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 杨保龙;夹具系统综合误差补偿若干关键技术的研究[D];天津大学;2012年
2 李传龙;基于虚拟样机技术的4-DOF混联码垛机器人运动学和动力学的研究及参数优化[D];南京理工大学;2012年
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5 郑海菠;三自由度高速混联内螺纹铣削机床研究与开发[D];西安理工大学;2010年
6 章江丽;基于平面5R并联机构的三自由度混联机床研究[D];西安理工大学;2009年
7 陈金金;水轮机叶片坑内修复机器人机械臂的研制[D];青海大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈明哲 ,张启先;工业机器人误差分析[J];北京航空学院学报;1984年02期
2 钱瑞明;并联机器人位置空间分析的几何法[J];东南大学学报;1996年01期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 郭祖华,单颖春,陈五一,陈鼎昌;Stewart平台式并联机床的干涉计算[J];机械设计;2001年11期
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4 朱煜,汪劲松,张永忠,张华,李剑锋;并联机床设计理论、技术与设计环境[J];中国矿业大学学报(自然科学版);2001年03期
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6 梅江平,倪雁冰,王辉,王洋,孔德庆;并联机床数控平台建造[J];组合机床与自动化加工技术;2002年01期
7 乌尼尔;基于运动分析平台的并联机床加工运动仿真研究[J];机电工程技术;2005年02期
8 汪劲松,黄田;并联机床——机床行业面临的机遇与挑战[J];中国机械工程;1999年10期
9 王洋,倪雁冰,黄田,张大卫;三平动并联机床开放式数控系统开发[J];机械设计;2001年09期
10 石勇,王知行,刘文涛,卓桂荣;并联机床工件位姿测量[J];机械设计;2003年07期
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1 谢殿煌;张同庄;丁洪生;何小妹;付铁;李华锋;许进忠;;基于RT-Linux的并联机床开放式数控系统[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
2 王艳琴;;并联机床与开放式数控系统[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 高峰;;并联构型装备的设计理论及其应用技术研究[A];全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集(二)[C];2004年
4 何小妹;丁洪生;付铁;孙厚芳;;并联机床运动学标定研究综述[A];机床与液压学术研讨会论文集[C];2004年
5 何小妹;丁洪生;付铁;孙厚芳;;并联机床运动学标定研究综述[A];第三届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2004年
6 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
7 刘文涛;李兵;王知行;;并联机床误差的空间分布形态研究[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年
8 袁剑雄;王知行;李建生;徐秀敏;;并联机床电主轴干涉计算[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年
9 赵迎新;;Rexroth MTC200数控系统在并联机床中的应用[A];第三届十省区市机械工程学会科技论坛暨黑龙江省机械工程学会2007年年会论文(摘要)集[C];2007年
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1 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
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3 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
4 通讯员 宫长江记者 李丽云;国内首台新一代并联机床在哈问世[N];科技日报;2007年
5 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
6 田勇;国内新一代并联机床问世[N];中国知识产权报;2008年
7 本报记者 胡启林;直线电机与并联机床:机床技术创新典范[N];中国工业报;2011年
8 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
9 本报记者 兰海侠;哈量集团:率先实现并联机床产业化[N];机电商报;2006年
10 本报记者 李丽云;叫响“龙字号”[N];科技日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢强;基于stewart平台机构的并联机床设计理论及方法研究[D];南京理工大学;2002年
2 朱春霞;基于虚拟样机的并联机床若干关键技术的研究[D];东北大学;2008年
3 赵亮;一种2UPS-UPR并联机床的设计理论与关键技术研究[D];东北大学;2010年
4 范守文;混联结构并联机床的研究[D];四川大学;2002年
5 王世军;混联机床中并联机构的动力学特性分析方法的研究[D];西安理工大学;2004年
6 郭祖华;并联数控刀具磨床的动力学优化设计[D];北京航空航天大学;2002年
7 谢红;五杆五环并联运动机床开发设计及关键技术研究[D];同济大学;2007年
8 韩先国;并联机床相关理论及设计方法研究[D];北京航空航天大学;2002年
9 陈修龙;面向并联机床数控编程技术的研究[D];燕山大学;2006年
10 郑魁敬;新型五自由度并联机床机构学分析与控制系统开发[D];燕山大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马刚;基于虚拟样机技术的并联机床系统运动学仿真分析[D];武汉理工大学;2012年
2 彭效海;可移动并联机床加工几何误差建模与补偿实验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 李洋;外铣式并联机床的设计与分析[D];哈尔滨理工大学;2004年
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5 高然;并联六杆机床结构尺寸设计[D];沈阳理工大学;2012年
6 于鹏;并联机床的研究[D];四川大学;2002年
7 覃艳明;一种新型五自由度并联机床的性能分析[D];燕山大学;2003年
8 杨丹;六自由度并联机床的运动学分析及控制系统设计[D];江苏科技大学;2010年
9 许凡丁;2-PRR并联机床控制系统研究与实现[D];东北大学;2010年
10 仝永海;交叉杆型并联机床运动学及Kane动力学研究[D];江苏科技大学;2011年
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