基于动力学分析的改进型delta并联机构运动可靠性建模技术

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1、博±学位论文ＤＯＣＴＯ民ＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ—：：论文题目基于动力学分祈的改进型化帖并联机构运动可靠性建模技术、，如－ｍＨＨＨＩ作者徐东涛；学院机械工程与自动化学院专业机械设计及理论一拾导教师孙志礼教授备注．？二〇－五年五月日＇３、妃又；＇鈍…－■分类号Ｔｍｉ２密级ＵＤＣ学位论文基于动力学分析的改进型Ｄｅｌｔａ并联机构运动可靠性建模技术作者姓名：徐东涛指导教师：孙志礼教授东北大学机械工程与自动化学院申请学位

2、级别：博±学科类别：工学学科专业名称：机械设计及理论论文提交日期；２０１５年０５月０４日论文答辩日期；２０１５年０６月１３日学位授予日期：答辩委员会主席：评阅人：东北大学２０１５年０５月ＡＤｉｌｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｉｎＭａｃｈｉｎｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＴｈｅｏｒｙＫｉｎｅｍａｔｉｃＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＭｏｄｅｌｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏｏｆｇｇｙＭｏｄｉｆｉｅｄＤｅｌｔａＰａｒａｌｌｅｌＭｅｃｈａｎｉｓｍｂａｓｅｄｏｎｄｎａｍｉｃａｎａｌｓｉｓ

3、ｙｙ－ｂＸＵＤｏｎｔａｏｙｇｒｖ－Ｓｕｐｅｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＳＵＮＺｈｉｌｉ＊ＮｏｉｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｙ２０１５独创性声明。本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的论文中取得的研究成果除加Ｗ标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果一，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我同工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。学位论文作者签名：日期；之学位论文版权使用声明书

4、本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定；即学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后；半年□—年□一年半□两年□２０年□学位论文作者签名；导师签名：签字日期签字日期：－－Ｉ东北大学博去学位论文摘要基于动力学分析的改进型ＤｅＵａ并联机构运动可靠性建模技术摘要Ｄｅ一ｌ化并联机构是Ｒｉ

5、ＣＩａｖｅｌ在１９８８年提出的，是种具有３个平动自由度的高速一。并联机构，也是目前商业应用最成功的并联机构之它广泛应用于食品、药品的包装和电子产品的装配。Ｄｅｌ化并験机构的最大缺点就是存在多个球较，加工难度大，精一度难Ｗ保证。Ｌ．Ｗ．Ｔｓａｉ于１９９５年发明了种简化的３自由度Ｄｅｌ化并联机构，该机构的最大特点是它具有３个移动自由度，工作空间大，各运动副均是转动副，定位精度高，累积误差小，刚度高，在工业领域具有很好的应用前景。机构运动可靠性是机构在规定的使用条件下，在规定的使用期内，精确、及时、协

6、调地完成规定机械运动的能力。如今，提高产品的运动可靠性已经成为提高产品质量的关键。并联工业机构之所Ｗ没有在对运动精度要求高的工业领域内广泛应用是因为其运动可靠性尚且达不到更高的要求。在并联机构运动中由于构件尺寸形位误差，转动副间隙误差，力作用下的构件弹性变形，主动关节刚度等因素的影响，机构运动木端的轨迹会偏离理想轨迹。因此，需要在分析并联机构动力学和构件受力后弹性变形的基础上，揭示机构误差传递机理，并考虑各个原始输入误差的随机性，建立机构运动可靠性数学模型，给出评价化构运动可靠性高低的量度和计算方法

7、。运动可靠性是机构运动精度高低的更本质的衡量指标。运动可靠性分析是机构优化设计和误差补偿的基础。可见研究基于动力学特性的刚柔混合体并联机构运动可靠性具有重要的现实意义。本文就是Ｗ这种改进型Ｄｅｈａ并联机构为研究对象，具体研究内容如下：（１）对机构运动学进行详尽的分析。利用矢量法推导机构的位置反解；利用坐标变换消元法推导机构的位置正解，并结合软件仿真实现求解多解取舍问题。利用泰勒展开式将机构的位置方程展开，高效地推导出机构的Ｊａｃｏｂｉａｎ矩阵，然后在机构运动方程的基础上，利用矢量法及其运算规

8、律找出机构末端运动平台质也点、各个杆件质也点、各个关节点的速度和角速度与输入组合角速度的映射关系。（巧利用虚位移原理得到机构静力状态下输入驱动力矩与外载荷之间的关系式，并利用能量法和矢量法将机构各个构件的自身重力加入机构的静平衡关系式中。采用拆杆法和虚位移原理相结合，有效地对机构所有关节