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新型并联机器人机构结构特性及运动学研究

黄秀琴  
【摘要】:本文以新型3自由度并联机构、4自由度并联机构为研究对象,对该 两类新型机构的结构特性、自由度、运动输出矩阵、主动副判断准则等 进行了分析,并研究了并联机构的运动学问题。首先运用 Denavit-Hartenberg方法建立了并联机构的运动学逆解模型、正解模型, 并求出了封闭形式的逆解。对于三自由度并联机构得到较为完善的输入- 输出解析式关系;对于四自由度并联机构,由于正解模型是多元非线性 方程,采用了一维搜索法求出一组实解,给出了一个快速算法,达到了 实时控制的要求。在工作空间的研究中,以运动学逆解模型为基础,建 立极限边界数值搜索算法,搜索出三自由度并联机构动平台中心的工作 空间边界曲线,通过改变机构参数,讨论了机构参数对工作空间的影响, 并通过求解Jacobian矩阵,对该机构的奇异性进行了分析;对四自由度 并联机构引入约束条件得到其工作空间的形状。最后,基于软件 C++Builder,结合OpenGL,实现了三平移机器人的运动仿真。


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