三维平移并联机构型综合与性能分析

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1、硕士学位论文MASTER'SDISSERTATION论文题目三维平移并联机构型综合与性能分析作者姓名卢芹芹学科专业机械电子工程指导教师李艳文2015年5月中图分类号：TP18学校代码：10216UDC：621.3、621.6密级：公开工学硕士学位论文三维平移并联机构型综合与性能分析硕士研究生：卢芹芹导师：李艳文教授申请学位：工学硕士学科专业：机械电子工程所在单位：机械工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicalandElectronicEngineerin

2、gTHESYNTHESISANDPERFORMANCEANALYSISOFTHREE-DIMENSIONALTRANSLATIONALPARALLELMECHANISMbyLuQinqinSupervisorLiYanwenYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《三维平移并联机构型综合与性能分析》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的

3、研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《三维平移并联机构型综合与性能分析》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全

4、部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要并联机构具有刚度大，承载能力强，精度高，运动惯性小等优点，适用于高速或者重载的场合。其中少自由度并联机构还具有结构简单，制造和维护成本较低等优点，特别是分支相同，结构对称，具有各向同性的三维移动并联机构受到了国内外学者的广泛关注。本文首先运用螺旋理论对自由度为3、4、5的分支运动链进行了型综合。其次，根据驱动装置安装在固定平台或者靠近固定平台的地方、直线驱动等要求，

5、讨论了选取移动副做为并联机构驱动副时，其在固定平台上的所有可能布局。最后，根据并联机构运动支链运动副数目应尽可能少的原则，选取了三个驱动副轴线均与固定平台成一定角度，且相交于固定平台上方一点的新型3-CRU并联机构。介绍了3-CRU机构的结构特点，并利用三维软件Solidworks验证了其自由度数目以及自由度性质的正确性，求得其位置正反解，并进行了数值验证。在机构位置正反解的基础上，得到了机构的速度雅可比和加速度雅可比矩阵。基于3-CRU并联机构位置方程和机构约束条件，研究了该机构的工作空间，计算了随角度α变化时，

6、其工作空间体积的变化，并绘制了不同角度下该机构的工作空间体积变化图以及工作空间形状图和XOY截面图，并以工作空间形状和体积作为指标，对作业性能的好坏进行分析。在机构速度雅可比和力雅可比矩阵的基础上，分析了机构各向同性性能和力传递性能随角度α的变化情况。根据闭环矢量法和并联机构位置正解建立3-CRU并联机构的精度模型，在给定输入误差和结构参数误差的情况下，研究机构的位置输出误差变化情况，并绘制了输出误差变化图，为3-CRU并联机构设计时杆件尺寸选择和精度要求提供依据。求解各个杆件的速度和加速度，并利用虚功原理建立该机

7、构的动力学方程模型；借助三维绘图软件Solidworks建立3-CRU并联机构的三维实体模型，并将其导入Adams，对该机构进行运动学和动力学仿真。关键词：型综合，并联机构，性能指标，精度模型，样机仿真-I-燕山大学工学硕士学位论文AbstractParallelmechanismhasmanyadvantages,suchaslargerinflexibility,higherprecision,lowerinertia,higherbearingloadcapacity,andsoon.Itisproperfo

8、rtheparallelmechanismtobeusedforthehigh-speedorheavy-loadworkingcondition.LessDOFparallelmechanismhasadvantagesofsimplestructureaswellaslowcostofmanufactureandservicing.Especially,