3-RRS并聯(lián)機(jī)器人的分析與設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)主戰(zhàn)坦克在性能上的要求大大增加,而完善的火控系統(tǒng)可以使得坦克具有更高的命中精度和戰(zhàn)場(chǎng)反應(yīng)能力,這使得坦克炮塔及其火控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的研制成為了必要。同時(shí),隨著現(xiàn)實(shí)模擬技術(shù)的發(fā)展,駕駛模擬器作為一種教學(xué)用設(shè)備,正逐步應(yīng)用到汽車(chē)駕駛模擬、飛機(jī)駕駛模擬、船舶駕駛模擬等情況。這就需要我們對(duì)運(yùn)動(dòng)仿真平臺(tái)進(jìn)行深入的研究。
　　本文針對(duì)一種用作運(yùn)動(dòng)模擬的折頁(yè)式3-RRS結(jié)構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行了初步分析。主要針對(duì)三自由度并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力

2、學(xué)、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等方面進(jìn)行了分析,意在為后續(xù)研究打好基礎(chǔ)。本研究對(duì)于折頁(yè)式3-RRS并聯(lián)機(jī)器人的工程應(yīng)用實(shí)踐有著重要的指導(dǎo)意義。
　　本文首先對(duì)折頁(yè)式3-RRS并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,運(yùn)用空間姿態(tài)的歐拉角表示方法對(duì)其動(dòng)平臺(tái)的位姿描述進(jìn)行了定義,之后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的解析解法解出了三自由度并聯(lián)機(jī)器人的位置反解模型,后對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)反解的解析表達(dá)式求導(dǎo),簡(jiǎn)化后得出了三自由度并聯(lián)機(jī)器人的速度雅克比矩陣。接下來(lái),文章從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā),將三

3、自由度并聯(lián)機(jī)器人簡(jiǎn)化成了一個(gè)單剛體系統(tǒng),建立了它的單剛體動(dòng)力學(xué)模型。之后,本文根據(jù)液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)的三個(gè)基本方程,建立了三自由度并聯(lián)機(jī)器人的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模型。
　　為了驗(yàn)證本文理論分析的可行性以及進(jìn)一步研究三自由度并聯(lián)機(jī)器人,本文建立三自由度并聯(lián)機(jī)器人的ADAMS模型,并運(yùn)用ADAMS與Matlab的接口文件,在Matlab/Simulink環(huán)境下構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行聯(lián)合仿真。之后,對(duì)機(jī)器人的位置反解模型以及其動(dòng)力學(xué)模型分別進(jìn)行了驗(yàn)證,通

4、過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了它們應(yīng)用的可行性;其次對(duì)3-RRS并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真分析,在更進(jìn)一步了解了三自由度并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)律后,發(fā)現(xiàn)了機(jī)器人在做側(cè)傾和俯仰運(yùn)動(dòng)時(shí)沿X方向的運(yùn)動(dòng)耦合。從而為三自由度并聯(lián)機(jī)器人的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。在其的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,發(fā)現(xiàn)了本文所研究的折頁(yè)式三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)特有的奇異位形,給出避免引發(fā)其構(gòu)型奇異的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意見(jiàn),并對(duì)本文所設(shè)計(jì)的三自由度并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行了奇異性檢驗(yàn)。最后,運(yùn)用負(fù)載匹配原則對(duì)三自由度并聯(lián)機(jī)器人的液壓動(dòng)力