三自由度混合驱动机构构型综合与应用研究

【摘要】混合驱动机构作为可控机构的一种，不仅具有其运动的可控可调性，还具有适应重载低能耗的优势。然而混合驱动机构的构型综合研究还比较缺乏，其应用研究以二自由度平面机构为主。因此研究三自由度混合驱动机构的构型综合对扩大其在现代机械装备系统中的应用，有着十分重要的意义。本文以三自由度混合驱动机构为研究对象，进行机构构型综合，并对得到的新运动链进行应用创新。本文的主要内容概括如下：1.基于传统的平面机构综合方法，以三自由度闭环运动链为研究对象，进行了构型综合分析，提出了面向平面闭环运动链的运动副平衡方法，有效避免了构型综合中的环路交叉的情况，且能直观反映运动链的组合形式和构件类配方案，此方法可以应用到一般平面三自由度运动链的分析中。2.在机构构型综合的基础上，对混合驱动链的识别进行了判断方法的讨论，提出了一般条件下混合驱动链的存在条件。并且针对混合驱动在实际应用中的优势，进行了多移动副混合驱动机构的运动副转化演变。提出了三自由度混合驱动机构的电机规律匹配问题的解法,并用此法解出了对应曲线的解，符合设定目标的要求。3.绘制了三自由度运动链图谱，进行了构型应用的创新研究，并设计出了3-3P9R型工程破拆机构，对其设计的机构进行了奇异位形角的确定，计算了其输入点的角速度和角加速度曲线，从曲线中分析出0到3秒内曲线变化平缓，其性能可以满足目标要求。同时还列举了其它可用的运动链图谱，并对其进行了机构的应用设计和工作原理的分析。4.运用adams软件对构型的应用实例之一3-3P9R机构进行了运动学仿真分析，将其仿真结果与理论计算结果进行了对比，分析误差来源，验证了运动学分析的正确性，确定了该机构在工程破拆作业上的应用价值，具有较好的轨迹可调性。本文的研究工作为混合驱动机构的构型综合和应用提供了理论支持，推动了其在工程实际中的应用。
【作者】邓文竹；
【导师】李瑞琴；
【作者基本信息】中北大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】构型综合；三自由度；混合驱动链；驱动匹配；

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