基于刚度矩阵法的柔性机构设计平台开发

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1、犬裡－大ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣｍＯＬＯＧＹ硕士室位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ基于刚度矩阵法的柔性机构设计平台开发学科专业ｆｉＭ曳＿子＿王＿程＿作者姓名货＿＿健ｇ指导教师ｆｔ金奎―＿—＿＿＿—一―张—然―——进―—师——２０１５６答辩日期＾＿＿＾硕士学位论文基于刚度矩阵法的柔性机构设计平台开发ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣｏｍｐｌｉａｎｔＭｅｃｈａｎｉｓｍＤｅｓｉｇｎＰｌａｔｆｏｒｍＢａｓｅｄｏ

2、ｎｔｈｅＳｔｉｆｆｎｅｓｓＭａｔｒｉｘＭｅｔｈｏｄ作者姓名：ＳＭ学科、专业：机械电子工程学号：２１２０４２１１指导教师：緒金奎张然完成日期：２０１５年５月理工大營ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他

3、用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：基于刚度矩阵法的柔性机构设计平台开发６月／作者签名：使日期：年／日大连理工大学硕士学位论文摘要随着生物工程、微机电系统及机器人等领域的快速发展，柔性机构的应用越来越广泛一，但由于缺少专业的设计工具，导致其在设计时工作量大，周期长，限制了其进步的发展与应用。本文将伪刚体法和刚度矩阵法融入到柔性机构的设计中，以ＡｕｔｏＣＡＤ为支

4、撑软件，在ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ２０１０编程环境下，开发了具备建模、分析、优化功能的柔性机构设计平台。该平台由构件库、单元模型、优化设计和数据管理四个模块组成，为柔性机构产品的制作提供了全面、准确的参考数据：。本文主要工作为首先，利用ＡｕｔｏＣＡＤ提供的和造型相关的ＡＰＩ接口，编写程序，运用参数化技术，开发出柔性机构中常用构件的模板库。借助人机交互技术，在建立柔性机构伪刚体模型的同时提取构件的位置信息，将图形信息和位置信息存储在数据库中，该模块属于数据输入阶段，为刚度矩阵的计算作好准备。

5、其次，将柔性机构的伪刚体模型离散化为多个构件单元，釆用面向对象思想，建立了对应的数据模型，将刚度矩阵和载荷列向量的生成，以及柔性机构的优化设计过程转化为对数据模型的操作。该模块属于数据处理阶段，是平台的处理器。再次，建立了数据管理模块．ＮＥＴ，利用ＡＤＯ技术和ＡｕｔｏＣＡＤ提供的相关ＡＰＩ接口ＡｕｔｏＣＡＤＡｃｃｅｓ、，实现了应用程序中的图形信息和ｓ数据库中数据的关联，用以存储显示和修改柔性机构设计过程中的重要数据。该模块不仅为其他三个功能模块服务，管理不同阶段产生的数据，还存储最后的计算结果，

6、为柔性机构的设计提供参考数据。一－，３ＲＲＲ平最后，利用所开发的柔性机构平台以种面微定位平台为研究对象，对其进行了性能分析，将性能分析结果与ＡＮＳＹＳ静态力学仿真结果进行了对比，验证了应用程序的有效性，并以动平台运动空间为目标，对微定位平台进行了优化，对微定位平台的设计具有一定的参考意义。关键词：柔性机构法法化设计定位平台；伪刚体；刚度矩阵；优；徼－Ｉ－大连理工大学硕士学位论文ＤｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆＣｏｍｌｉａｎｔＭｅｃｈａｎｉｓｍＤｅｓｉｎＰｌａｔｆｏｒｍｐｐｇＢａｓ

7、ｅｄＯｎｔｈｅＳｔｉｆｆｎｅｓｓＭａｔｒｉｘＭｅｔｈｏｄＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｒａｃ－ｔｒｏｍｅｃａｎｍｉｃａｈｅｉｄｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｂｉｏｅｎｉｎｅｅｒｉｎｉｒｏｅｌｅｃｈｌｐｐｇｇ，ｓｙｓｔｅｍａｎｄｒｏｂｏｔｃｏｍｌｉａｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍｗａｓａｌｉｅｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｐｐｐｙ，ｔｈｅｌａｃｋｏｆｔｅｃｈｎｉｃａｌｔｏｏｌｓｆｏｒｃｏｍｌｉａｎｔｍｅｃｈ

8、ａｎｉｓｍｄｅｓｉｎｈａｄｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｌａｒｅｗｏｒｋｌｏａｄｉｎｇｐｇｇａｎｄｌｏｎｄｅｓｉｎｃｃｌｅｗｈｉｃｈｈｉｎｄｅｒｓｉｔｓｆｕｒｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔａｎｄａｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｇｙ，ｐｐｐｓｅｕｄｏ－ｒｉ－ｐｉｄｂｏｄａｎ