一種確定軌跡的導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計方法與分析.pdf

1、本論文針對能精確實(shí)現(xiàn)預(yù)期的平面軌跡提出了一種新型導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計方法，該類機(jī)構(gòu)為非對稱式的兩支鏈并聯(lián)機(jī)構(gòu)，一側(cè)支鏈為串聯(lián)機(jī)構(gòu)，為機(jī)構(gòu)提供力的支撐;另一側(cè)支鏈為帶有移動副的五桿機(jī)構(gòu)，通過移動副的往復(fù)運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)位移補(bǔ)償，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)精確軌跡的目的。整體機(jī)構(gòu)為冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)，導(dǎo)引支鏈在精確實(shí)現(xiàn)軌跡的同時，可以帶動與導(dǎo)引支撐支鏈運(yùn)動。機(jī)構(gòu)通過兩條支鏈的協(xié)調(diào)運(yùn)動，使得末端操作器在運(yùn)動過程中，所受的力與速度始終保持一致。這一設(shè)計不僅克服了串聯(lián)機(jī)構(gòu)精度受

2、限的缺點(diǎn)，同時也可通過五桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)軌跡的精確導(dǎo)引。
　　為了實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)預(yù)期的目的，首先，確定了機(jī)構(gòu)的設(shè)計準(zhǔn)則，根據(jù)設(shè)計準(zhǔn)則基于螺旋理論綜合出一系列的導(dǎo)引機(jī)構(gòu)并畫出相應(yīng)的三維簡圖，結(jié)合應(yīng)用選擇其中一種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。其次，根據(jù)所選的導(dǎo)引機(jī)構(gòu)類型進(jìn)行運(yùn)動學(xué)與性能分析，對導(dǎo)引機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)正逆解的求解、工作空間的計算以及速度雅克比矩陣的計算，基于雅克比矩陣對機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜剛度、靈巧性的分析，并與串聯(lián)機(jī)構(gòu)的相關(guān)性能進(jìn)行對比，從而驗(yàn)證機(jī)構(gòu)性能的優(yōu)

3、越性;對機(jī)構(gòu)進(jìn)行虛擬樣機(jī)的仿真與軌跡規(guī)劃研究，將機(jī)構(gòu)的三維模型導(dǎo)入ADAMS中進(jìn)行運(yùn)動仿真分析，將仿真結(jié)果與理論計算結(jié)果進(jìn)行對比，從而驗(yàn)證機(jī)構(gòu)運(yùn)動的正確性。然后，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行誤差分析，分別考慮由桿長、驅(qū)動、裝配等誤差因素對機(jī)構(gòu)輸出位置的影響。最后，根據(jù)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)向架U型槽的特定任務(wù)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的尺寸優(yōu)化，并計算得到導(dǎo)引模塊中補(bǔ)償位移的變化規(guī)律，得到機(jī)構(gòu)各驅(qū)動關(guān)節(jié)的速度、加速度的變化規(guī)律。將優(yōu)化后的結(jié)果利用Simulink/SimMecha