基于编程软件的少自由度并联机构自由度计算的相关研究

发布时间：2017-04-07 11:06

  本文关键词：基于编程软件的少自由度并联机构自由度计算的相关研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：空间并联机构已成为国内外研究学者和工业应用的热点，其中又以自由度是3、4、5的少自由度空间并联机构较为突出。无论是在并联机构的设计过程中，还是在工业应用中，机构的自由度是必须要最先确定的。 本文在螺旋理论分析方法的基础上，对少自由度并联机构自由度自动计算进行了探索，该项研究可减少自由度计算的时间，为使用者提供了方便、快捷的途径。具体内容如下： 首先利用螺旋理论的基础知识，将多自由度副均用单自由度副表示，并得出其在空间不同位置的螺旋表达式，建立不同种类的单开链分支；为方便编程语言计算不同坐标系下螺旋的相关性，建立了平面直角坐标及空间直角坐标系的数学转换模型。 利用三维建模软件SolidWorks创建了基本的实体模型和支链库，在此基础上利用SolidWorks中的宏插件创建基于VB的二次开发系统；根据少自由度并联机构的构建准则，装配得到满足已知构型条件的三维实体模型；在VB界面下，计算初始位形时机构支链的约束螺旋。 利用SolidWorks自带的智能采点功能，在模型经过位姿的改变后，输入每个运动副的点坐标，由开发系统自动计算出整个机构的运动螺旋系，可为其它相关计算提供数据信息。 最后介绍了此软件系统的使用步骤，在软件系统计算得出支链约束螺旋的基础上，进一步计算了几种典型的少自由度并联机构自由度，其结果验证了该系统的可实用性。
【关键词】：少自由度 VB编程 并联机构 SolidWorks 二次开发
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH112;TP311.52
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 机构自由度计算的演变过程9-12
• 1.1.1 对机构自由度计算的初期研究9-10
• 1.1.2 20世纪后机构自由度计算的发展10-11
• 1.1.3 计算机构自由度时出现的反例11-12
• 1.2 反螺旋理论的形成及优势12-15
• 1.2.1 反螺旋理论的形成12-13
• 1.2.2 反螺旋理论的优势13-15
• 1.3 论文的选题意义15
• 1.4 论文的主要内容和研究方法15-17
• 第2章 分支结构类型及相关性判别17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 运动副的螺旋表达17-20
• 2.2.1 螺旋基本概念17-18
• 2.2.2 运动副的螺旋表达18-19
• 2.2.3 单自由度副在空间各位置的螺旋表达19-20
• 2.3 少自由度串联支链的类型20-24
• 2.3.1 支链螺旋系求解20-21
• 2.3.2 空间位置规定21-22
• 2.3.3 少自由度串联支链类型22-24
• 2.4 坐标转换24-30
• 2.4.1 不同空间直角坐标系间的转换24-25
• 2.4.2 不同平面直角坐标系间的转换25-27
• 2.4.3 坐标转换程序设计27-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 开发系统总体设计31-44
• 3.1 引言31
• 3.2 开发系统的总体设计31-33
• 3.2.1 系统的体系结构31-32
• 3.2.2 开发系统的数字化建模32-33
• 3.3 少自由度并联系统的开发环境33-35
• 3.3.1 系统的开发环境33-34
• 3.3.2 实际开发环境34
• 3.3.3 基于SolidWorks 的二次开发34-35
• 3.4 用Visual Basic 6.0开发SolidWorks35-43
• 3.4.1 用Visual Basic进行机械设计编程与其他的编程平台的比较36-38
• 3.4.2 利用Visual Basic 6.0程序开发SolidWorks的步骤38-40
• 3.4.3 执行应用程序的方式40-42
• 3.4.4 用VB还可把可执行程序生成SolidWorks中的操作菜单42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第4章 开发系统详细设计44-54
• 4.1 引言44
• 4.2 模型库44-50
• 4.3 开发系统界面设计50-51
• 4.4 并联机构开发模块51-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 实例仿真分析54-73
• 5.1 引言54
• 5.2 开发系统计算步骤54-55
• 5.3 几种典型机构的自由度计算55-71
• 5.3.1 对4-UPU 机构的自由度计算55-61
• 5.3.3 对3- RRR 球面机构的自由度计算61-66
• 5.3.4 对 RPC / RCR /CPR 机构的自由度计算66-71
• 5.4 对生成的三维模型进行动力学分析71-72
• 5.4.1 对4-UPU 机构进行动力学分析71-72
• 5.4.2 对系统的综合评价72
• 5.5 本章小结72-73
• 结论73-74
• 参考文献74-78
• 附录178-84
• 附录284-99
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果99-100
• 致谢100-101
• 作者简介101

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 黄真,夏平,丁华锋;Bennett机构自由度的螺旋分析[J];燕山大学学报;2004年03期

2 黄真;夏平;;包括Bennett的一些反常机构的自由度分析(英文)[J];燕山大学学报;2006年01期

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8 罗继曼,石宏,蔡光起;新型3-TPS并联机床(机器人)的约束分析和自由度计算[J];机械制造;2004年10期

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本文编号：290295