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SPS+SPR系列四自由度并联机器人性质研究

张明  
【摘要】: 随着并联机器人技术的发展,少自由度并联机器人由于其具有结构相对简单、控制容易、造价低等特点,在工业生产领域有着广阔的应用前景,所以深受学者们的关注,已成为机器人领域新的研究热点。本课题在分析国内外少自由度并联机器人理论研究与应用的基础上,用新的解析方法和计算机辅助几何法对由SPS分支和SPR分支构成的四自由度并联机构作了较为系统的研究。 (1)提出了3种有代表性的2SPS+2SPR四自由度并联机构:2SPS+2SPR I、2SPS+2SPR II、2SPS+2SPR III,根据约束条件推导了位置反解。用新的解析方法,进行速度和加速度分析。通过对约束条件求导,得到上平台速度各分量和加速度各分量之间的约束关系。根据虚功原理进行静力分析。 (2)用CAD的几何约束、尺寸约束、尺寸方程和尺寸驱动技术构造出这3种机构的位置模拟机构,并基于匀加速直线运动的思想构造速度—加速度模拟机构,通过模拟机构进行运动学分析。 (3)通过改变运动副的布置方式综合出3种与2SPS+2SPR II有相似运动特性的四自由度并联机构。 (4)在建立的位置模拟机构的基础上,构造2SPS+2SPR I和2SPS+2SPR II的工作空间。


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