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两种少自由度并联机器人的某些运动特性研究

李宏  
【摘要】: 空间少自由度并联机器人由于具有结构相对简单,刚度大,造价低等特点,在工业生产及其它领域有着广阔的应用前景,开始受到国内外学者的关注,因而成为机器人领域的一个新的研究热点。本文对赵铁石老师提出的两种新型少自由度并联机器人模型进行了理论分析,重点分析了其运动特性。 首先,论文在分析3-P(4U)和4-UPU少自由度并联机构模型的特点及其能实现的自由度的基础上,进一步判别了它们的输入选取的正确性,并指出了不正确输入的理由;其次,论文分析了两机构模型的运动学,重点介绍了4-UPU的特殊形位分析,推导出了位置、速度、加速度正反解方程,进行了数值验证,并通过典型输入时动平台的位置、速度及加速度的对应关系曲线,描述了它们的运动特性;再次,论文分情况讨论了机构的工作空间及其灵巧度,基于AutoCAD平台绘出了工作空间的外形和截面示意图,用曲线和曲面的形式表示了不同情况下机构的各向同性;最后,论文在简单阐述旋量和反螺旋的概念基础上从移动副、转动副、球副到虎克铰两两相连时各运动副的运动螺旋表示出发,讨论了一个时变的六维矢量能表示一个运动中的运动副的数学条件。 论文的研究工作为进一步研究开发上述两新型的少自由度并联机器人模型的实用性能奠定了一定的理论基础,对机型的创新也有重要的指导意义。


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