基于平面5R并联机构的三自由度混联机床研究

作     者：章江丽 

作者单位：西安理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郑建明

授予年度：2009年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

主      题：平面5R并联机构 混联机床 运动分析 总体方案设计 运动仿真 

摘      要：随着并联驱动技术的发展以及为满足特定目的的需要,少自由度并联机构的研究与应用日益广泛。本文运用DELTA二自由度5R并联机构构造了一种三自由度混联机床的原型,研究了平面5R并联机构的原理与构型特点,对5R并联机构的运动学和性能指标、机床总体方案设计及其仿真等问题进行深入系统的研究。 对国内外少自由度并联机构及其研究现状进行了综述的基础上,采用串、并联机构相结合的思想,设计了一种基于平面二自由度5R并联机构的三自由度混联机床;建立了DELTA并联机构的运动学模型,对并联机构的位置正反解、速度雅可比矩阵、理论工作空间、刚度、灵巧度性能指标、奇异位置等问题进行了深入探讨;基于工作空间和刚度性能指标的综合确定了5R并联机构的杆长参数;给出了三自由度混联机床运动功能的实现方案,采用模块化思想完成了平面5R混联机床的开发设计;运用三维CAD(Solid Edge)软件建立了混联机床虚拟样机的实体模型,并对虚拟样机进行了干涉检验。采用MATLAB软件对混联机床并联运动模块的位置反解进行了理论分析与计算;运用ADAMS软件进行并联机构仿真分析,对末端点确定工作轨迹的仿真实现进行研究,得到正确的加工轨迹,验证了三自由度混联机床设计的合理性,为并联机构的应用和混联机床的设计提供了依据。