混合驱动3-RRR平面混联机构的研究

混合驱动3-RRR平面混联机构的研究

作者:师大云端图书馆 时间:2018-03-12 分类:硕士论文 喜欢:799
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【摘要】混合驱动机构兼有传统机构和伺服机构的特点,在理论上解决了柔性化、高效率和高承载等方面的困难问题,成为现代机构学设计与研究的一个新领域。混合驱动平面混联机构是本文的研究重点。从机构的特点上分析,该类型机构结合了串联机构和并联机构的共同优点。混联机构在某种程度上也可作为一种可重构机构,为混联机构的研究提供了一种新的方向。混联机构的研究为新机构的探索和由平面向空间的转换奠定基础。本文以混合驱动3-RRR平面混联机构为研究对象,主要对该机构进行构型分析,运动学分析、动力学分析、参数化建模和运动仿真分析。运用Assur杆组法和图论法对平面三自由度机构的构型进行分析,结合构件的分类、构件的组合、机构的同构等理论,得出本文研究的3-RRR平面混联机构。基于机构的可装配性原理和可动性准则,对3-RRR平面混联机构中曲柄的存在情况进行了具体的分类。总结出曲柄条件与杆长关系表,该表能迅速从机构中各构件间的杆长关系算出机构中曲柄的存在情况和具体数目。详细探讨了混沌粒子群算法和标准粒子群的区别和联系。通过具体的算例验证了这两种算法在优化上的特点。用混沌粒子群算法对位置正解进行求解。将正解求得的结果,代入约束方程组中,得出的逆解结果与正解提供的条件相一致。通过对逆解的求解,验证了正解所用方法的准确性。通过求解机构的Jacobian矩阵,具体分析了机构的奇异性。用图解法阐述了机构存在奇异的情况,提出避免机构正向奇异的条件。应用Matlab软件分析了机构的工作空间,在相同的杆长和不同的初始转角情况下,动平台的运动轨迹是大小和方位不同的椭圆。在相同的转角,不同的杆长取值范围,可得到类似于心形的动平台轨迹。通过质点系和刚体的凯恩方程,推导出了整个机构的凯恩动力学方程。分析了机构系统中主动力和惯性力在广义坐标下的广义主动力和广义惯性力。用凯恩方程法建立混联机构的动力学方程,得到二阶非线性强耦合的微分方程组。文中阐述了Pro/E从参数建模,装配到导入ADAMS软件进行运动仿真的全过程。通过给主动件添加常速驱动和混合驱动,对机构运动学和动力学进行仿真模拟。测量出在上述两种不同驱动下动平台的位移、速度、加速度和受力曲线图。通过具体的坐标值验证了混联机构理论设计和实验仿真中得出数据的一致性。通过动平台质心点的速度和加速度曲线,反解求出驱动构件的速度和加速度值,分析了驱动构件的速度和加速度。
【作者】何水琴;
【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】混合驱动;混联机构;可动性;运动学;动力学;仿真;

【参考文献】
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