新型可重構(gòu)混聯(lián)機(jī)械手TriceptⅣ的剛度建模與分析.pdf

1、本文密切結(jié)合汽車工業(yè)對(duì)多坐標(biāo)可重構(gòu)制造裝備的需求，在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)重點(diǎn)項(xiàng)目課題的資助下，研究了一種新型五坐標(biāo)可重構(gòu)混聯(lián)機(jī)械手TriceptⅣ的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解、工作空間分析、靜剛度分析及設(shè)計(jì)方法等問(wèn)題。論文取得以下研究成果：
　　 1)根據(jù)該混聯(lián)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究了其運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解問(wèn)題，考慮到該機(jī)械手恰約束支鏈為系統(tǒng)提供了冗余驅(qū)動(dòng)而造成其逆解不唯一，文中從保證整機(jī)靜剛度性能的角度出發(fā)，提出了一種有效的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解方

2、法。為了分析該混聯(lián)機(jī)械手工作空間的構(gòu)成，提出了一種基于運(yùn)動(dòng)學(xué)正解的工作空間搜索方法，在給定尺度參數(shù)的條件下可有效地得到該機(jī)械手的可達(dá)空間與任務(wù)空間。
　　 2)基于變形疊加原理，將機(jī)械手末端剛體變形分解為無(wú)約束主動(dòng)支鏈(UP-S支鏈)和恰約束主動(dòng)支鏈(UPP-支鏈)沿理想軸線的拉壓變形、UPP-支鏈彎曲變形、UPP-支鏈扭轉(zhuǎn)變形。利用物理關(guān)系、本構(gòu)關(guān)系、幾何關(guān)系，分別構(gòu)造它們各自的柔度模型，最后利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的變形疊加原理在界面協(xié)

3、調(diào)條件下建立了機(jī)械手末端的柔度模型，并通過(guò)算例分析了TriceptⅣ混聯(lián)機(jī)械手在工作空間中的剛度分布規(guī)律。
　　 3)借助有限元軟件AWB模塊，研究了該混聯(lián)機(jī)械手快速參數(shù)化建模技術(shù)。以各參數(shù)模型在各自極限位置處的側(cè)向剛度最優(yōu)為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在滿足機(jī)械設(shè)計(jì)中尺寸限制的前提下，權(quán)衡工作空間/機(jī)構(gòu)占地面積比和系統(tǒng)剛度確定出滿足設(shè)計(jì)要求的尺寸參數(shù)。以若干典型位姿為例，對(duì)比分析了剛度解析模型與有限元模型的差異，驗(yàn)證了剛度解析模型的有效性。在尺