2-PPa移動并聯(lián)機構運動學設計.pdf

1、本文主要研究2-Ppa移動并聯(lián)機器人在水平與豎直兩種裝配構型下的運動學優(yōu)化設計,主要工作和研究成果可概括為如下幾個方面:
　　 根據(jù)導軌的放置,將2-Ppa移動并聯(lián)機器人分為兩種:豎直構型和水平構型。為了解決桿件干涉問題,加入一個滑塊角度,減少干涉對工作空間的影響。根據(jù)各自的結構簡圖,定義機構參數(shù),建立動平臺和固定平臺的坐標系,構造出各自的位置正解,逆解。并根據(jù)正逆解方程,給出驅(qū)動關節(jié)到動平臺輸出的速度映射矩陣,即雅克比矩陣。借

2、助位置逆解和雅克比矩陣,計算工作空間中各個位形雅克比矩陣的行列式,得到奇異位形的求解方法。通過對雅克比矩陣表達式的分析,給出兩種2-Ppa移動并聯(lián)機器人發(fā)生奇異位形時需要滿足的位形和結構特征。
　　 根據(jù)工作空間與兩種2-Ppa移動并聯(lián)機器人尺度參數(shù)的關系,研究極限夾角與各自尺度參數(shù)的關系函數(shù)。從運動學和靜力學的角度出發(fā),構造出兩種并聯(lián)機器人從驅(qū)動關節(jié)到動平臺輸出的速度、承載力、條件數(shù)、剛度映射模型,定義速度、承載力、條件數(shù)和剛

3、度等各項性能指標,并結合(機構/所需工作空間)面積比,避免桿件材料的浪費.最終整合上述性能指標,構造一個綜合性能指標。給出所需工作空間范圍,和桿件的裝配參數(shù),結合桿件的干涉角度,繪制各種關于極限夾角的全域性能圖譜,利用性能圖譜進行結構參數(shù)的優(yōu)化設計。利用Matlab的GUI工具將兩種方式的2-Ppa移動并聯(lián)機器人的相關信息,各種全域性能圖譜的算法整合到一個應用模塊中,為設計者提供方便。
　　 并根據(jù)優(yōu)化結果,通過SolidWor