3-pprs空间并联机构运动性能研究与仿真

《3-pprs空间并联机构运动性能研究与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中北大学学位论文3-PPRS空间并联机构运动性能研究与仿真摘要空间并联机构具有多条支链、多个驱动，其高精度和高负载能力受到了众多学者的青睐。为了更多地探究新型空间机构，本文提出了3-PPRS空间并联机构，分析了该机构的自由度，在运动学、工作空间及虚拟样机仿真方面进行了深入研究。首先，提出了3-PPRS空间并联机构，并对其进行了结构构型设计，运用传统的Kutzbach-Grübler公式进行了自由度数的计算，运用螺旋理论详细分析了机构自由度，最终确认了该机构输出为六自由度的机构，两种方法的结果对比验

2、证了计算的正确性。其次，对3-PPRS并联机构的运动学进行了深入研究。基于旋转矩阵对机构进行了位置逆解的分析，通过杆长约束条件建立了逆解方程；运用空间矢量环建立正解约束方程，并用解析法逐步消元，得到一个单参数高次方程的求解，通过MATLAB编程得到3-PPRS并联机构的所有正解位姿，对正解和反解的计算结果进行对比，两计算结果一致；建立矢量关系求解出支链约束方程，方程两边对时间求导得到速度和加速度，从而求得3-PPRS并联机构的一阶、二阶影响系数。然后，对3-PPRS并联机构的工作空间进行研究。基于

3、位置逆解，运用数值搜索法求解该机构的工作空间，并且通过MATLAB进行编程计算，记录满足条件的位置点集，最后将可达工作空间以三维图导出。通过改变欧拉角输出范围，研究了欧拉角对工作空间的影响。最后，对3-PPRS并联机构进行运动学和动力学的仿真。给定执行器末端轨迹，对其运动学进行仿真，测量六个驱动的速度、加速度等特性曲线，将之与理论曲线对比，验证了仿真的正确性；将逆解的驱动施加到六个驱动电机上，并对动平台施加力和力矩，研究机构的六个驱动的驱动力及功率。经过分析研究，驱动电机的速度、加速度、驱动力、驱

4、动功率变化平稳，没有突起，为后续实验研究奠定了基础。关键词：3-PPRS并联机构，运动学分析，工作空间，动力学分析中北大学学位论文ResearchonKinematicPerformanceandSimulationof3-PPRSParallelMechanismAuthor：JiangHongjunTutor：LiRuiqinABSTRACTWithmultiplebranches,multipledrives,high-precisionandhighloadcapacityofThespa

5、tialparallelmechanismisfavoredbymanyscholars.Inordertoexploremorenewparallelmechanisms,the3-PPRSparallelmechanismisproposed.Thedegreeoffreedomofthe3-PPRSparallelmechanismisanalyzed.Thekinematics,workspaceandvirtualprototypesimulationarefurtherstudied.

6、Firstly,the3-PPRSparallelmechanismisproposed.Itsconfigurationisdesigned,Thedegreeoffreedomof3-PPRSparallelmechanismiscalculatedbyusingtraditionalKutzbach-Grüblerformula.andscrewtheory.ItsDOFissixatlast.Secondly,thekinematicof3-PPRSparallelmechanismiss

7、tudied.Basedontherotationmatrix,theinversesolutionofpositionisanalyzed,theequationsofinversesolutionareestablishedbylinklengthconstraints;byusingspacevectormethod,theequationsoftheforwardsolutionofpositionareestablished,asingleparametricequationofhigh

8、erdegreeisobtainedafterelimination,alloftheforwardsolutionsofthe3-PPRSparallelmechanismaresolvedbyMATLABprogram.Thenumericalverificationisputuptotheresultsofforwardandinversesolutions,andtheirsolutionsarecoincidentwitheachother;byvectorrelatio