一种确定轨迹的导引机构的设计方法与分析
发布时间：2022-01-20 18:53
本论文针对能精确实现预期的平面轨迹提出了一种新型导引机构的设计方法,该类机构为非对称式的两支链并联机构,一侧支链为串联机构,为机构提供力的支撑;另一侧支链为带有移动副的五杆机构,通过移动副的往复运动来实现位移补偿,从而达到实现精确轨迹的目的。整体机构为冗余并联机构,导引支链在精确实现轨迹的同时,可以带动与导引支撑支链运动。机构通过两条支链的协调运动,使得末端操作器在运动过程中,所受的力与速度始终保持一致。这一设计不仅克服了串联机构精度受限的缺点,同时也可通过五杆机构来实现轨迹的精确导引。为了实现机构预期的目的,首先,确定了机构的设计准则,根据设计准则基于螺旋理论综合出一系列的导引机构并画出相应的三维简图,结合应用选择其中一种机构进行分析。其次,根据所选的导引机构类型进行运动学与性能分析,对导引机构进行运动学正逆解的求解、工作空间的计算以及速度雅克比矩阵的计算,基于雅克比矩阵对机构进行静刚度、灵巧性的分析,并与串联机构的相关性能进行对比,从而验证机构性能的优越性;对机构进行虚拟样机的仿真与轨迹规划研究,将机构的三维模型导入ADAMS中进行运动仿真分析,将仿真结果与理论计算结果进行对比,从...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
定位臂的U型槽
０．０５毫米，否则直接影响动车组的行车安全。目前唯一可行操作的方法为手工研??磨，但是经过机器的粗加工后的定位臂，留出的操作空间也只有０．０５毫米左右，??相当于一根头发丝的直径。如图１－２是定位臂的整体效果图：??讀??图１－２转向架上的定位臂??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ?ａｒｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂｏｇｉｅ??图１－３定位臂的Ｕ型槽??Ｆｉｇ．?１－３?Ｕ－ｔｙｐｅ?ｔｒｏｕｇｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ?ａｒｍ??其中定位臂的厚度为６０ｍｍ，定位臂中间凹口的宽度约为５０ｍｍ?（实际的转向??架定位臂中间凹口形状为八字形，两平面间存在微小角度），定位臂中间凹口的深??度为３５？６０ｍｍ，如图１－３所示。如果将两个相邻定位臂称为一组定位臂，则每组??２??
是基于轨迹生成综合。??１．２．１轨迹综合研究现状??图１－４所示的是铰链四杆机构末端输出点的曲线图谱［９］，曲线的形状跟位置取??决于连杆机构的各杆长与连杆的位置。对于平面曲线，连杆机构都可以近似实现，??轨迹综合有实现精确点的轨迹综合与实现连续曲线的轨迹综合两大任务。对精确??点轨迹实现的基础是任意两点之间的轨迹没有严格的要求，从而根据给定有限的??离散点综合出相应的连杆机构，使得连杆机构的输出曲线精确地通过给定点的综??合；而连续轨迹综合则是根据给定预期实现的轨迹函数或者点集，要求综合出的连??杆机构的输出轨迹尽可能的通过给定的轨迹曲线。在进行轨迹综合时，连杆机构通??常无法实现任意给定的轨迹，一般最多可精确实现九个点的轨迹。??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]二自由度平面冗余并联机构杆件长度的误差分析[J]. 沈丹峰,叶国铭,王贯超,赵宁. 机械设计. 2017(05)
[2]一种新型具有闭环单元的高刚度冗余并联机构[J]. 赵福群,郭盛,曲海波. 机械工程学报. 2017(09)
[3]4-RRS冗余球面并联机构的静力学与刚度分析[J]. 曲海波,梁艺瀚,方跃法,周益林. 机械工程学报. 2015(11)
[4]平面铰链四杆机构的轨迹综合方法[J]. 于红英,赵彦微,许栋铭. 哈尔滨工业大学学报. 2015(01)
[5]基于Grassmann线几何理论的并联髋关节试验机奇异位形研究[J]. 程刚,顾伟,蒋世磊. 机械工程学报. 2012(17)
[6]基于概率分布的3-UPU机构误差影响敏感度[J]. 郭盛,王乃玥,方跃法,李霄霄. 机械工程学报. 2011(21)
[7]Fourier Descriptors with Different Shape Signatures:a Comparative Study for Shape Based Retrieval of Kinematic Constraints[J]. GE Qiaode Jeffrey. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(05)
[8]基于粒子群算法的曲柄滑块机构优化设计[J]. 高朝祥,王充. 食品与机械. 2011(04)
[9]3-PRS并联机构误差运动学分析及辨识[J]. 黄鹏,汪劲松,王立平,关立文. 清华大学学报(自然科学版). 2010(11)
[10]基于傅里叶级数理论的连杆机构轨迹综合方法[J]. 褚金奎,孙建伟. 机械工程学报. 2010(13)
博士论文
[1]受控五杆机构实现轨迹理论与实验研究[D]. 杨金堂.武汉科技大学 2009
本文编号：3599341
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
定位臂的U型槽
０．０５毫米，否则直接影响动车组的行车安全。目前唯一可行操作的方法为手工研??磨，但是经过机器的粗加工后的定位臂，留出的操作空间也只有０．０５毫米左右，??相当于一根头发丝的直径。如图１－２是定位臂的整体效果图：??讀??图１－２转向架上的定位臂??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ?ａｒｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂｏｇｉｅ??图１－３定位臂的Ｕ型槽??Ｆｉｇ．?１－３?Ｕ－ｔｙｐｅ?ｔｒｏｕｇｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ?ａｒｍ??其中定位臂的厚度为６０ｍｍ，定位臂中间凹口的宽度约为５０ｍｍ?（实际的转向??架定位臂中间凹口形状为八字形，两平面间存在微小角度），定位臂中间凹口的深??度为３５？６０ｍｍ，如图１－３所示。如果将两个相邻定位臂称为一组定位臂，则每组??２??
是基于轨迹生成综合。??１．２．１轨迹综合研究现状??图１－４所示的是铰链四杆机构末端输出点的曲线图谱［９］，曲线的形状跟位置取??决于连杆机构的各杆长与连杆的位置。对于平面曲线，连杆机构都可以近似实现，??轨迹综合有实现精确点的轨迹综合与实现连续曲线的轨迹综合两大任务。对精确??点轨迹实现的基础是任意两点之间的轨迹没有严格的要求，从而根据给定有限的??离散点综合出相应的连杆机构，使得连杆机构的输出曲线精确地通过给定点的综??合；而连续轨迹综合则是根据给定预期实现的轨迹函数或者点集，要求综合出的连??杆机构的输出轨迹尽可能的通过给定的轨迹曲线。在进行轨迹综合时，连杆机构通??常无法实现任意给定的轨迹，一般最多可精确实现九个点的轨迹。??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]二自由度平面冗余并联机构杆件长度的误差分析[J]. 沈丹峰,叶国铭,王贯超,赵宁. 机械设计. 2017(05)
[2]一种新型具有闭环单元的高刚度冗余并联机构[J]. 赵福群,郭盛,曲海波. 机械工程学报. 2017(09)
[3]4-RRS冗余球面并联机构的静力学与刚度分析[J]. 曲海波,梁艺瀚,方跃法,周益林. 机械工程学报. 2015(11)
[4]平面铰链四杆机构的轨迹综合方法[J]. 于红英,赵彦微,许栋铭. 哈尔滨工业大学学报. 2015(01)
[5]基于Grassmann线几何理论的并联髋关节试验机奇异位形研究[J]. 程刚,顾伟,蒋世磊. 机械工程学报. 2012(17)
[6]基于概率分布的3-UPU机构误差影响敏感度[J]. 郭盛,王乃玥,方跃法,李霄霄. 机械工程学报. 2011(21)
[7]Fourier Descriptors with Different Shape Signatures:a Comparative Study for Shape Based Retrieval of Kinematic Constraints[J]. GE Qiaode Jeffrey. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(05)
[8]基于粒子群算法的曲柄滑块机构优化设计[J]. 高朝祥,王充. 食品与机械. 2011(04)
[9]3-PRS并联机构误差运动学分析及辨识[J]. 黄鹏,汪劲松,王立平,关立文. 清华大学学报(自然科学版). 2010(11)
[10]基于傅里叶级数理论的连杆机构轨迹综合方法[J]. 褚金奎,孙建伟. 机械工程学报. 2010(13)
博士论文
[1]受控五杆机构实现轨迹理论与实验研究[D]. 杨金堂.武汉科技大学 2009
本文编号：3599341
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