3-rps并联机构自由度

第30卷第2期

2008年6月南昌大学学报 工科版

JournalofNanchangUniversity(Engineering&Technology)Vol.30No.2

Jun.2008

　　文章编号:1006-0456(2008)02-0150-04

三自由度球面并联机构的型综合

罗玉峰

1,2

,李剑秀,石志新,陈红亮

111

(1.南昌大学机电工程学院,江西南昌330031;2.新余高等专科学校,江西新余338031)

　　摘要:并联机器人的构型设计即型综合是并联机器人设计的首要环节,是机构创新设计的基础。以单开链支路为单元,提出了三自由度球面并联机构型综合的一种系统、有效的方法。按支路运动输出特征矩阵将三自由度球面并联机构分成四种情况分别进行构型综合,对每种情况给出了一个具体机构实例并分析了该机构的基本性能特征,最后总共综合出145种三自由度球面并联机构,这为三自由度球面并联机器人机构类型优选提供了理论依据和更大的选择空间。

关键词:球面并联机构;单开链;型综合

中图分类号:TP242;TH112　　　　文献标识码:A

StructuralSynthesisof32Dechanisms

LUOYu2feng,L2I2xin,CHENHo

第30卷第2期

2008年6月南昌大学学报 工科版

JournalofNanchangUniversity(Engineering&Technology)Vol.30No.2

Jun.2008

　　文章编号:1006-0456(2008)02-0150-04

三自由度球面并联机构的型综合

罗玉峰

1,2

,李剑秀,石志新,陈红亮

111

(1.南昌大学机电工程学院,江西南昌330031;2.新余高等专科学校,江西新余338031)

　　摘要:并联机器人的构型设计即型综合是并联机器人设计的首要环节,是机构创新设计的基础。以单开链支路为单元,提出了三自由度球面并联机构型综合的一种系统、有效的方法。按支路运动输出特征矩阵将三自由度球面并联机构分成四种情况分别进行构型综合,对每种情况给出了一个具体机构实例并分析了该机构的基本性能特征,最后总共综合出145种三自由度球面并联机构,这为三自由度球面并联机器人机构类型优选提供了理论依据和更大的选择空间。

关键词:球面并联机构;单开链;型综合

中图分类号:TP242;TH112　　　　文献标识码:A

StructuralSynthesisof32Dechanisms

LUOYu2feng,L2I2xin,CHENHo

三自由度并联机器人设计

一、上平台设计：

(1)新建：打开solidworks软件，进入界面以后点击新建，选择

新建“零件”。

(2)草图绘制，选择前视基准面，进入草图绘制界面。

(3)绘制草图：

●使用多边形工具绘制正三角形。

●绘制R=50的圆作为构造线，用直线连接三角形定点和圆心作为

构造线上，以两构造线的交点为圆心，绘制R=5的小圆，并使用圆周陈列，阵列角度为120度，形成1个小圆。

。

●再如图画出图中的矩形，剪去不必要的线，尺寸如图

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再使用一次圆周陈列，在三角形的三个角上形成相同的矩形框。（4）使用特征工具栏中的拉伸，拉伸后形成的实体如图

：

(4)在拉伸后的实体上的一个面上画一个如图的两个矩形。

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(5)如图拉伸20mm

，

(6)做出如图草图，尺寸见图示：

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(7)拉伸2mm

，结果如图示：

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（8）在图示面上，用实体引用工具引用上图绘制的半圆，并画一半

：

径为5mm的园，圆心与半圆圆心重合，如图示

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二、下平台设计：

草图绘制正三角形时，同上平台 的做法，做一半径为100mm 的圆，其他做法参考上平台，尺寸如图示

：

第33卷　第1期　　　　　　　　　　　　三自由度并联机器人动力学及仿真　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　25文章编号:1004-2539(2009)01-0025-03

三自由度并联机器人动力学及仿真

(湖南农业大学工学院,　湖南长沙　410128)　陈文凯　莫亚武

摘要　利用雅可比矩阵建立了一种三自由度并联机器人(3-RSR)动平台的外力、外力矩、惯性力、惯性力矩和重力到驱动关节的映射关系,在合理的假设基础上,运用牛顿欧拉动力学方程得到了动力学数学模型。并且基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件对三自由度并联机器人进行动力学仿真。结果表明,用动力学模型计算的驱动力矩值和仿真结果一致,动力学模型精度较高,将其作为驱动力矩控制设计的基础是可行的。

关键词　并联机器人　动力学模型　仿真

台的瞬时螺旋＄C可以表示为一个5个瞬时螺旋的线

性组合。

＄C=β1,i,i+β2,2iiβ4,i＄4,i+

＄5,i(i)

Tωωω,[,,,CxyzCx,Cy,Cz]。

用＄＄＄＄＄r,1,i表示＄1,i、2,i、3,i、4,i、5,i五螺旋

系的一个反螺旋。根据共面两线矢互为反螺旋[3],列

出过Pi矢量＄1,i和点Gi组成的平面方程以及过Qi的

矢量＄5,i的直

第33卷　第1期　　　　　　　　　　　　三自由度并联机器人动力学及仿真　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　25文章编号:1004-2539(2009)01-0025-03

三自由度并联机器人动力学及仿真

(湖南农业大学工学院,　湖南长沙　410128)　陈文凯　莫亚武

摘要　利用雅可比矩阵建立了一种三自由度并联机器人(3-RSR)动平台的外力、外力矩、惯性力、惯性力矩和重力到驱动关节的映射关系,在合理的假设基础上,运用牛顿欧拉动力学方程得到了动力学数学模型。并且基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件对三自由度并联机器人进行动力学仿真。结果表明,用动力学模型计算的驱动力矩值和仿真结果一致,动力学模型精度较高,将其作为驱动力矩控制设计的基础是可行的。

关键词　并联机器人　动力学模型　仿真

台的瞬时螺旋＄C可以表示为一个5个瞬时螺旋的线

性组合。

＄C=β1,i,i+β2,2iiβ4,i＄4,i+

＄5,i(i)

Tωωω,[,,,CxyzCx,Cy,Cz]。

用＄＄＄＄＄r,1,i表示＄1,i、2,i、3,i、4,i、5,i五螺旋

系的一个反螺旋。根据共面两线矢互为反螺旋[3],列

出过Pi矢量＄1,i和点Gi组成的平面方程以及过Qi的

矢量＄5,i的直

理工大学

毕业设计论文

题目：2R1T型并联机构

系 别 机械工程学院

专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师

2014年5月

2R1T型并联机构设计与理论分析

摘要

并联机构的种类繁多，这种具有确定运动的实物组合到一起产生了机构，其有运动状态、自由度数量、功能角度等区分。少自由度的机构设计与应用的广泛需求是不争的事实，机器行业的快速发展，产生了对其需要机构的各种优化与升级。2R1T型并联机构的研究与应用也在不断地扩大，这种并联机构的优势是非常明显的，有着较高刚度、对称性、成本低、占用空间小、便于实现其空间运动的特点。对3-RPS这种类型的三自由度并联机构进行机构的设计与理论分析，首先需要建立这种机构的简化模型，对其机构

第1章 习题

1-1 绘出图1-7所示的唧筒机构的机构运动简图。 1-2 绘出图1-8所示叶片式油泵的机构运动简图。 1-3 绘出图1-9所示回转柱塞泵的机构运动简图。 1-4 绘出图1-10所示冲床架机构的机构运动简图。

1-5 试判断图1-11、图1-12所示运动链能否成为机构，并说明理由。若不能成为机构，请提出修改办法。

1-6 计算图1-13至图1-20所示各机构的自由度，并指出其中是否含有复合铰链、局部自由度或虚约束，说明计算自由度时应做何处理。

1-7 计算图1-21至图1-26所示各机构的自由度，用低副代替高副，并确定机构所含杆组的数目和级别以及机构的级别。

第1章 综合测试题

1-1 填空题及简答题

(1)平面机构中若引入一个高副将带入 个约束，而引入一个低副将带入 人约束。

（2）高副低代必须满足的条件是 ， 。 （3）何谓运动链？运动链具备什么条件才具有运动的可能性？具备什么条件才具有运动的确定性？运动链具备什么条件才能成为机构？

（4）何谓机构运动简图？绘制的步骤如何？ （5）机构具有

黑 龙 江 科 技 学 院 毕 业 设 计 (论 文) 说 明 书

目 录

第一章

引言 …………………………………………………………………2 1.1 机械手的分类 …………………………………………………2 1.2 机械手的组成 …………………………………………………5 1.3 应用机械手的意义 ……………………………………………7

第二章 总体技术方案及系统组成

2.1 原始数据 ………………………………………………………8 2.2 工作要求 ………………………………………………………8 2.3 系统组成 ………………………………………………………9 2.4 总体技术方案 …………………………………………………9 2.4.1 动作分析 …………………………………………………10 2.4.2 手部 ………………………………………………………10

第三章 机修手的液压部分

3.1 液压系统的工作原理……………………………………………12 3.2 液压传动的工作特性……………………………………………12 3.3 液压系统的组成 ………………………………………………12 3.4 液压系统的优,缺点

3-RRR并联机构虚拟样机设计与仿真

南京理工大学

硕士学位论文

3-RRR并联机构虚拟样机设计与仿真

姓名：戴田国

申请学位级别：硕士

专业：机械电子工程

指导教师：乐贵高

20050624

3-RRR并联机构虚拟样机设计与仿真

南京理工大学硕士学位论文３－ＲＲＲ并联机构虚拟样机设计与仿真

摘要

本文以三自由度球面并联机构为研究对象，利用虚拟样机技术对机构的结构设计、位姿分析、工作空间分析、运动学分析、动力学分析等进行了较全面的研究。

论文以开发基于球面并联机构的某军用机器人为目标，首先介绍了三自由度球面并联机构的结构，在此基础上建立了三自由度球面并联机构位姿逆解方程，并给出了显式解析表达，接着引入了影响系数的概念，导出了机构速度和加速度分析的表达式，为控制系统的开发提供了理论依据。其次，基于三维参数化软件Ｉ—ＤＥＡＳ建立了机构ｆ由简化实体模型，通过与ＡＤＡＭＳ的接口，在ＡＤＡＭＳ中建立了仿真模型。接着对该机构进行了运动学仿真，包括局部工作空间仿真、正向运动仿真和确定工作轨迹仿真。接着进行了动力学分析，重点对平衡机参数进行了优化设计，最后对实际工作过程进行了仿真，测试了各构件的受力情况，并对结果进行了分析。

本文对使用虚拟样机技术开发并联机构做了尝试，为并联机构的开发

分类号 TP241 密级公 开 XXXXXX硕士学位论文 3RRR并联机器人机构 奇异性分析 Singularity Analysis of 3RRR Parallel Robot Mechanism 指导教师姓名、专业技术职务 学 科 专 业 论文答辩日期 学位授予单位和日期 答辩委员会主席 答辩委员会委员

摘 要

随着社会的发展和科技的进步，机器人已经渗透到人类生产生活的各个方面。并联机器人由于其具有稳定性好、承载能力强、精度高、耐恶劣环境等优点，不但在工业生产领域发挥着不可替代的作用，而且在军事领域中具有广泛应用。本文以三自由度平面3RRR机构为研究对象，研究了该机构的工作空间搜索方法，分析了该机构的奇异位形，建立了其奇异位形规避模型，讨论了奇异位形的规避条件，建立含杆长误差的奇异位形分析方法，并进行了仿真研究，为该型机构的分析设计提供了理论基础。本文主要研究工作如下：

首先，建立了平面3RRR机构的数学模型，根据平面机构学和几何学建立机构的约束方程，对该机构的运动学正逆解进行了研究；建立逆解和二维搜索法相结合的工作空间求解方法，研究了平面3RRR机构的工作空间，结果表明，该方法简化了工作空