面向隔振致稳的球面两自由度并联机构研究

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1、巧姑？觀处圓硕±学位论文胃圍圍面向臟纖的獅两自醜｜ｗ并联机构研究Ｉ＾作桃名张晓伟１＾指导教酿名、职称段学超融教授１申请学位类别工学硕壬圓西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谣的学风和优良的科学道德，本人卢明所呈交的论文是我个人在导师指导下进巧的研化工作及取得的研究成果。尽我所巧，除了文中特别加示注和数谢＾；也不包含巾所罗列的内容处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果一为获得西安屯子科技大学或巧它教育机构的学位或证５而使用过的材料。与我同工１作的巧事对本硏兜所做的任何巧献均己

2、在论文中作了巧确的说明并表示了谢監。一。学位论义若化不实之处，本人承化切法律责任＾：本人签名：个Ｈ期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明目］：本人完全了解西安电了科技乂学有关保留巧使用学位论文的规定，Ｉ硏究生在。校攻读学位期巧论义．Ｘ作的知识产权屈于凹安电子科技大学学校有权保留巧交论文、，允许采用影的巧印化，允许查阅借间论文；学校可公布论文的全部或部分内容印。同时本人保证，结合学位论文研究成巧完成的论、缩印或其它赁制手段保存论文、。文，署名单位为西女电子科技火学、发明专利等成果保密的学化论文在年解密巧适用本授权书。本人籍名：导师

3、签名：．＇日巧］：心ｘｆ日期：知中学校代码10701学号1304121977分类号TP24密级公开西安电子科技大学硕士学位论文面向隔振致稳的球面两自由度并联机构研究作者姓名：张晓伟一级学科：机械工程二级学科：机械电子工程学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：段学超副教授学院：机电工程学院提交日期：2015年11月Onthe2-DOFSphericalParallelMechanismforStabilizationandVibrationIsolationAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoft

4、herequirementsforthedegreeofMasterinMechatronicEngineeringByZhangXiaoweiSupervisor:DuanXuechaoAssociateProfessorNovember2015摘要摘要主动隔振技术作为振动控制的一个重要研究分支，越来越受到人们的重视，并在许多方面得到了成功的应用。作为多自由度主动隔振的机械本体，稳定平台在构型方面主要有两种，即框架结构和多点支撑式并联结构。而相对于传统的框架结构，并联机构具有承载能力强、刚度大、精度高、易实现高速运动、反解容易等优点。本文针对两转动自由度机载隔振致稳的需求，基于球

5、面并联机构理论，提出了一种两转动自由度球面并联隔振装置。该设计方案继承了并联机构和球面机构的技术优点，丰富了两自由度稳定平台的机构形式。本文的主要研究内容包括以下四个方面：首先，本文系统分析了国内外稳定平台的发展状况，对稳定平台构型进行了分析和评价，通过对并联机构和球面并联机构研究学习，提出了将球面并联机构应用于隔振平台的构想。其次，通过对常见的角台式球面三自由度并联机构（3-RRR）和并联机器人机构学理论进行分析研究，设计出了一种两转动自由度球面并联机构（2-RRR/U），用以满足两转动自由度的隔振需求。之后，应用修正后的Kutzbach-Grubler自由度公式和螺旋理论对机构

6、进行了自由度分析和验证。再次，根据设计要求和机构设计理论，对机构进行了一系列的分析。分析内容包括：（1）进行了机构运动学分析：应用杆件参数的D-H表示法，通过坐标系间的旋转变换给出了机构逆解的解析表达式；结合机构速度雅克比矩阵和机构逆解，基于最速下降法，给出了机构位置正解的数值求解方法；还对机构速度、加速度进行了分析。（2）进行了机构运动性能分析：采用Jacobian代数理论对机构进行了奇异性分析；之后，采用给定一个姿态或姿态范围分析位置工作空间的方法，对机构进行了工作空间分析，并借助MATLAB编程给出了灵活工作空间三维展示；此外，还通过对稳定平台的性能分析，确定了一组机构的样机

7、设计参数。最后，进行了稳定平台原理样机的设计：在Solidworks和ANSYS软件平台下，对稳定平台的零件及配合进行了详细的设计和分析，给出了稳定平台设计过程中的关键技术和解决方案。最终建立了稳定平台虚拟样机实验模型，并进行了仿真验证，为原理样机的建造奠定了基础。关键词：球面并联机构，稳定平台，机构设计，性能分析，结构设计IABSTRACTABSTRACTAsanimportantresearchbranchofvibrationcontrol,activevibr