基于几何代数的3-rps并联机构奇异性分析

《基于几何代数的3-rps并联机构奇异性分析》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、密级★保密期限：（涉密论文须标注）ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士学位论文Master’sThesis中文论文题目:基于几何代数的3-RPS并联机构奇异性分析英文论文题目：Singularityanalysisofa3-RPSparallelmanipulatorusinggeometricalgebra学科专业：机械设计及理论作者姓名：项济南指导教师：李秦川完成日期：2015年4月20日浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究

2、成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签字日期:V阝年7日'月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江理工大学可以捋学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论

3、文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)袖浊储靳砘奸卸签字日期:uS年r月7日导师签名:乃纠签字日期:γ烤年b月氵日基于几何代数的3-RPS并联机构奇异性分析Singularityanalysisofa3-RPSparallelmanipulatorusinggeometricalgebra浙江理工大学硕士学位论文摘要空间少自由度并联机构最近几年的发展很迅猛，因为它在某些工况下比传统六自由度并联机构更有优势。相对于六自由度并联机构，少自由度并联机构具有结构简单、制造成本低、控制简单、动态响应好等优点。少自由度并联机

4、构的奇异分析是一个很基础而又有挑战性的工作，因为奇异位形是一个机构所固有的性质，是机构的一个重要的运动学特征。在机构处于奇异位形时，整个机构失去了控制，受力情况会恶化。这对机构的安全运作是有害的。在机构实际工作的时候，要避开奇异区域。本文使用几何代数方法对3-RPS并联机构进行了奇异位形分析。主要内容包括：详细介绍了使用几何代数来分析少自由度并联机构的方法。几何代数把几何条件和代数方程联系在了一起，同时具有几何关系描述和代数运算分析上的优势。在运动学建模中使用Tilt&Torsion姿态角来表示3-RPS并联机构的平

5、台姿态。对3-RPS并联机构进行运动学分析，得到3-RPS并联机构的三个球副的位置坐标。得到3-RPS并联机构的每个关节的螺旋表示，再把它们在几何代数框架下表示出来。根据3-RPS并联机构的奇异条件表达式，通过在MAPLE中编程计算，得到了3-RPS并联机构的奇异位形分布图，而不是仅仅对机构的奇异表达式进行几何上的分析。并将结果和已有文献中的奇异进行校对。分析了3-RPS并联机构的约束奇异，在MAPLE中采用数值搜索的方法，列出了典型的约束奇异位形。也对所得结果进行了验证和校对。本文的研究工作对其它少自由度并联机构的

6、奇异位形研究具有重要的参考价值。关键词：并联机构；几何代数；奇异性分析；约束奇异I浙江理工大学硕士学位论文AbstractLower-mobilityparallelmanipulatorshavebeenpopularbecausetheyhaveadvantagesoverconventional6-DOF(degreesoffreedom)parallelmanipulatorsundercertaincircumstances.Alower-mobilityparallelmanipulatorhasadva

7、ntagesofsimplestructure,lowcostinmanufacturing,easiercontrolandrapiddynamicresponseovertraditionalparallelmanipulatorswithsixDOF.Singularityanalysisoflower-mobilityparallelmanipulatorsisbasicandchallenging.Itisaninherentcharacteristicofparallelmechanism,andanes

8、sentialkinematicproperty.Undersingularconfigurations,amechanismlosescontrol,andlargejointforcesoccurinthevicinityofitssingularity.Itisdetrimentaltothesafeoperationofamechani