| 【中文题名】 | 6-SPS并联微动机器人运动性能及评价方法研究 |
| 【英文题名】 | Research on Kinematic Performance and Evaluation Methods of 6-SPS Parallel Micromanipulators |
| 【学科专业】 | 机械设计及理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-6-11 |
| 【中关键词】 | 并联微动机器人,性能评价,运动解耦,模糊综合,柔性铰链,有限元分析 |
| 【英关键词】 | Parallel Micromanipulator,Performance Evaluation,Kinematic Decoupling,Fuzzy Synthesis,Flexible Hinge,FEA, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人> |
| 【论文摘要】 |
针对一种采用3-2-1正交布置形式的6-SPS并联微动机器人,运用微坐标变换原理对其进行运动学分析,推导出反映机构特性的速度雅克比矩阵,该矩阵是常数矩阵,并且该机构是运动解耦机构。在此基础上,利用拉格朗日方程法推导求解该微动机器人的速度、加速度性能指标以及工作空间性能。
本论文利用螺旋理论建立并联微动机器人的静力学模型,推导出机构的力雅克比矩阵和承载能力指标。同时对微动机器人进行静刚度分析,推导机构的静刚度性能指标。
精度是衡量并联微动机器人性能的重要指标。本论文运用微分思想将非线性问题局部线形化,建立了机构的几何误差模型,推导机器人的精度指标和误差敏感度指标。
在综合归纳反映机构性能指标的基础上,本论文引入模糊综合评价方法,对所研究的6-SPS并联微动机器人建立一个三层次的模糊综合评价体系,以此来评价该并联微动机器人的整体性能。
采用柔性铰链代替常规运动副能够提高微动机器人的精度。本论文从弹性力学角度出发设计柔性铰链,并用Pro/E软件构建并联微动机器人的实体模型。同时,本论文用有限元分析软件对该机器人进行运动仿真,结果表明该并联微动机器人是运动解耦的。 |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
4-5 |
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英文摘要 |
5-8 |
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第一章 绪论 |
8-13 |
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1.1 引言 |
8 |
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1.2 微细作业应具有的机能 |
8-9 |
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1.3 微机器人及其发展现状 |
9-10 |
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1.4 并联机器人研究现状 |
10-11 |
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1.5 并联微动机器人研究现状 |
11-12 |
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1.6 本论文主要研究内容 |
12-13 |
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第二章 6-SPS 并联微动机器人运动学分析 |
13-25 |
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2.1 6-SPS 并联微动机器人运动学分析基础 |
13-17 |
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2.1.1 位姿描述和坐标变换 |
13-15 |
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2.1.2 微坐标变换原理 |
15-17 |
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2.2 并联微动机器人输入输出分析 |
17-21 |
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2.2.1 微动机器人的几何模型 |
17-18 |
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2.2.2 运动学正解 |
18-21 |
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2.3 微动机器人的速度性能分析 |
21-23 |
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2.4 微动机器人的加速度性能分析 |
23-24 |
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2.5 本章小结 |
24-25 |
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第三章 并联微动机器人工作空间和静力学分析 |
25-33 |
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3.1 工作空间分析 |
25-26 |
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3.2 静力学分析 |
26-29 |
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3.2.1 静力学模型 |
26-28 |
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3.2.2 承载能力指标 |
28-29 |
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3.3 静刚度分析 |
29-31 |
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3.4 静刚度性能指标 |
31-32 |
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3.5 本章小结 |
32-33 |
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第四章 6-SPS 并联微动机器人的精度分析 |
33-42 |
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4.1 几何误差建模 |
33-36 |
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4.2 微动机器人的误差模型 |
36-37 |
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4.3 敏感性分析 |
37-38 |
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4.4 精度指标和敏感度指标 |
38-40 |
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4.5 实际模型具体分析计算结果 |
40-41 |
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4.6 本章小结 |
41-42 |
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第五章 并联微动机器人机构综合性能评价 |
42-48 |
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5.1 模糊评价方法简介 |
42 |
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5.2 并联微动机器人机构的性能指标和评价模型的构建 |
42-44 |
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5.3 单因素模糊评价 |
44-45 |
|
5.4 多层次模糊综合评价 |
45-46 |
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5.5 应用实例 |
46-47 |
|
5.6 本章小结 |
47-48 |
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第六章 柔性铰链设计和微动机器有限元仿真分析 |
48-59 |
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6.1 柔性铰链简介 |
48-49 |
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6.2 6-SPS 并联微动机器人实体建模 |
49-53 |
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6.2.1 柔性铰链移动副设计 |
49-51 |
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6.2.2 柔性铰链球面副设计 |
51-53 |
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6.3 有限元方法简介 |
53 |
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6.4 有限元方法运动仿真分析 |
53-58 |
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6.5 本章小结 |
58-59 |
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第七章 结论与展望 |
59-61 |
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7.1 论文总结 |
59 |
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7.2 研究展望 |
59-61 |
|
致谢 |
61-62 |
|
参考文献 |
62-63 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.383421 |
