收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于微分流形的全对称少自由度并联机构基础理论研究

李永刚  
【摘要】: 本论文以李群李代数、微分流形理论为基础,综合考虑运动特性和约束特性的影响,对全对称少自由度并联机构的运动学分析、精度分析、静力与静刚度分析的完整建模进行了深入系统的研究,并试图为机构的运动学设计、精度设计和静刚度设计的公共性能指标的提炼提供理论依据。本论文的研究工作得到国家自然科学基金重点项目(50535010)的资助,是该项目理论工作的一部分。论文主要工作如下: 1)总结了描述刚体运动的李群李代数和微分流形理论基础,并分析了受约束刚体的(切空间)速度空间和力空间(余切空间)的构成。此外在微分流形理论统一框架内,分析了运动螺旋和力螺旋与切空间和余切空间之间本质关联,以及D-H法和指数积公式的等效性。以2R机构为例,对上述分析进行了详细说明。 2)根据全对称少自由度并联机构的结构特征,综合运用D-H法、位移群上的平移计算以及对偶螺旋理论给出了此类机构运动学完整建模的一般方法,得到完整6×6雅可比矩阵,包括运动子雅可比矩阵和约束子雅可比矩阵,这为后续的误差建模分析和静刚度建模分析奠定了统一的基础。最后以Tsai 3-UPU机构和SNU 3-UPU机构为例进行了实例分析。 3)首次对全对称少自由度并联机构的可控误差和不可控误差作出了基于微分流形理论的数学解释。基于位移群上的平移计算和对偶螺旋理论,提出了此类机构的一种新的完整误差建模方法,建立了动平台不可控误差、可控误差分别与各自几何误差源之间的线性映射关系。前者可用于指导零部件制造/装配的公差设计;后者可用作机构运动学标定的基础公式。最后,以Tsai 3-UPU机构为例进行了详细分析。 4)首次对全对称少自由度并联机构支链中驱动力和约束力的传递作出了基于微分流形理论的数学解释。利用虚功原理,给出了此类机构的一种静力分析和静刚度分析的完整建模方法。除了得到传统的驱动力映射和驱动静刚度映射外,还建立了约束力映射和约束静刚度映射。最后,以一般3-UPU机构为例进行了详细说明。并通过算例首次分析了约束力映射和约束刚度分析对于全对称少自由度并联机构几何参数设计的必要性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 孙立宁,丁庆勇,刘新宇;2自由度高速高精度并联机器人的运动学优化设计[J];机械工程学报;2005年07期
2 郑辉;唐国宝;;Delta并联机械手几何误差建模及灵敏度分析[J];哈尔滨工业大学学报;2009年07期
3 李永刚;宋轶民;黄田;张策;;少自由度并联机器人机构的静力分析[J];机械工程学报;2007年09期
4 韩先国,陈五一,郭卫东;采用冗余驱动提高并联机床精度的研究[J];航空学报;2002年05期
5 于靖军,赵铁石,毕树生,宗光华,黄真;三维平动并联机构型综合研究[J];自然科学进展;2003年08期
6 贾庆轩,魏秋霜,孙汉旭,李端玲;并联微动机器人的研究现状[J];山东理工大学学报(自然科学版);2003年06期
7 杨建新,余跃庆;新型平面三自由度冗余并联机构的动力学分析[J];机械设计与研究;2005年05期
8 吴昌林;陈航;;几种三自由度并联机构的位置正解方法[J];机床与液压;2006年05期
9 余顺年;陈扼西;马履中;;基于并联机构中医推拿机器人机型研究[J];工程设计学报;2006年06期
10 贾中会;王峻峰;史铁林;;一种两自由度并联机构的位姿分析[J];机械工程师;2007年01期
11 杨晓平;;3-PRU并联机器人机构及其运动学[J];科技咨询导报;2007年03期
12 王振华;钟博文;;基于压电陶瓷驱动的并联微动机器人应用现状[J];压电与声光;2007年04期
13 张灿果;顾勇;董慧芳;龚志广;;混联数控机床中并联机构的空间位姿解析方法研究[J];河北建筑工程学院学报;2007年02期
14 黄昔光;廖启征;魏世民;庄育锋;徐强;;基于Groebner-Sylvester法的一般6-6型台体并联机构位置正解[J];西安交通大学学报;2008年03期
15 韩秀英;刘延斌;贾现召;;6-SPS型并联机构的混合坐标动力学建模[J];机械设计与制造;2008年01期
16 王琨琦;郑德星;;3-PUU并联机器人机构及其运动学[J];机床与液压;2008年05期
17 史巧硕;高峰;余发国;;一种并联机构末端特征分析方法[J];机械设计与研究;2008年05期
18 姚苏华;高国琴;周涛;;并联机构的对角型模糊变结构控制应用研究[J];机床与液压;2009年04期
19 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
20 乐林林;李开明;;3-(2SPS)并联机构静刚度分析[J];中国制造业信息化;2010年13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 张义春;;三都岭隧道施工控制网的精度设计[A];中国公路学会2002年学术交流论文集[C];2002年
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
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集[C];2007年
10 刘辛军;汪劲松;米浦波;王立平;;DELTA并联机器人最大内切工作空间的几何求解[A];2001年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李永刚;基于微分流形的全对称少自由度并联机构基础理论研究[D];天津大学;2007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 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
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 黄晓华;机器人操作性能的微分流形理论与方法研究[D];大连理工大学;2006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 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
9 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
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 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 柯葆;国内首台重型混联机床问世[N];中国船舶报;2008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
 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