一種三自由度快速并聯(lián)機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計及系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的進步，作為科學技術(shù)顯著標志的機器人技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展，并被廣泛的應用于人們的生產(chǎn)生活當中，并聯(lián)機器人是機器人研究的重要分支，自誕生之日起就以其自身特有的優(yōu)勢受到廣大研究者的青睞，已成為研究熱點之一。本文以三自由度并聯(lián)機器人為例，在完成運動學特性理論分析的基礎(chǔ)上，應用聯(lián)合仿真技術(shù)對其進行了有限元分析、運動學和動力學特性仿真研究，并對其結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化。
　　首先，本文對三自由度并聯(lián)機器人進行了運動學分析。通過解析法

2、求得并聯(lián)機器人的運動學正解和逆解方程、速度逆解方程以及速度雅可比矩陣，并討論了并聯(lián)機器人的工作空間和可能的奇異位形。
　　其次，本文完成了對并聯(lián)機器人靜動態(tài)特性的有限元分析。主要是基于聯(lián)合仿真技術(shù)，利用 SolidWorks軟件和 ANSYS軟件之間的無縫鏈接技術(shù)，選取三個典型位姿對并聯(lián)機器人進行了靜剛度分析與模態(tài)分析。通過靜剛度分析，發(fā)現(xiàn)當動平臺偏離中心位置靠近工作空間邊界時，變形較大，剛度較小，變形主要集中在動平臺與從動臂的鏈

3、接處和靜平臺的中心位置；通過模態(tài)分析，主要研究了并聯(lián)機器人的前六階振型，發(fā)現(xiàn)振型主要集中在靜平臺中心位置、從動臂及從動臂與動平臺鏈接處。為提高機構(gòu)整體性能，提出對靜平臺中心位置作進一步固定處理，提高從動臂與動平臺之間的鏈接剛度，選取合適的從動臂尺寸和材料等辦法，增強靜平臺和從動臂抵抗振動與變形的能力。
　　再次，本文借助ADAMS軟件研究分析了并聯(lián)機器人的運動學和動力學特性，并將運動學逆解理論計算結(jié)果與仿真數(shù)據(jù)進行了比較，三個滑塊

4、位置、速度和加速度的理論和仿真曲線走勢完全相同，曲線基本重合，驗證了運動學方程和建立的ADAMS模型的正確性；通過動力學仿真，得出當動平臺以期望規(guī)律運動時，需要三個滑塊輸入的驅(qū)動力的變化規(guī)律。
　　最后，本文在完成并聯(lián)機器人有限元分析、運動學和動力學分析的基礎(chǔ)上，對其結(jié)構(gòu)尺寸進行了優(yōu)化。主要是借助 ADAMS軟件建立并聯(lián)機器人的參數(shù)化模型，將滑塊輸入驅(qū)動力、從動臂運動速度和受力最小作為目標函數(shù)，在單目標設(shè)計研究的前提下，采取構(gòu)造評