并联机床整机结构设计研究

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1、并联机床整机结构设计研究ResearchOnCombinedStructureDesignOfParallelKinematicMachines(申请清华大学工学硕士学位论文)院（系、所）：精密仪器与机械学系学科：机械工程研究生：张帆指导教师:段广洪教授二零零四年六月关于论文使用授权的说明本人完全了解清华大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该论文。(涉密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名

2、：导师签名：日期：中文摘要摘要并联机床是并联机器人技术和现代数控机床技术结合的产物,与传统机床相比，具有高刚度、高精度、响应快、结构灵活、成本低等优点，已成为国际上众多科研机构和组织竞相研究的热点。然而，并联机床设计繁杂，设计工具不完备，在很大程度上制约了并联机床的发展。因此建立一个并行的、集成的、数字化的设计环境具有非常重要的意义。结构设计子系统研究是并联机床数字化快速开发平台的重要组成部分，本文主要研究并联机床整机结构设计，实现机床从概念模型到实际机床模型的转化。本文将模块化设计的思想引入到并联机床的结构设计中

3、，对并联机床模块化的结构进行了分析，提出了并联机床模块化的树型结构，将并联机床划分为静平台组件、动平台组件以及支链组件三大模块，对每类组件的集合类型做了设计，最终建立了并联机床实体模型的组件库。针对并联机床设计中的结构、尺度设计问题，提出了基于并联机床组件库、组件替换、尺寸设计的并联机床整机结构设计的方法。实现了并联机床概念样机模型到具有实际意义机床模型的过渡，实现了并联机床组件间的自动装配及机床零部件结构参数的设计，最大限度地满足了设计者对平台系统的设计多元化、快速化的需求。本文的另一部分工作是结合前面研究的理论

4、和方法，设计和开发了并联机床整机结构设计软件系统：利用面向对象的开发技术完成了软件系统的详细设计与开发。论文最后以“863平面二自由度并联机床”设计为实例，对软件系统及相关的理论方法进行了很好的验证。关键词：并联机床，模块化，组件库，整机结构设计I英文摘要AbstractParallelkinematicsmachine(PKM)isanovelnumericalcontrolprocessingequipmentbasedonspatialparallelmechanism.PKMissuperiortotrad

5、itionalmachinetoolwithadvantagesofhighrigidity,highaccuracy,highratioofforce-to-weight,simplestructure,andlowcost,soPKMhasbeenaresearchfocusformanyinstitutionsandorganizations.Nevertheless,theimperfectdesigntoolsanddifficultdesignmethodsrestrictthemachinetodev

6、elop.Itissignificanttosetupamethodologysupportedbypowerful,integratedsoftwaretools.ThesubjectofthispapercomesfromthesubsystemofTheIntegratedAnalysis&DesignPlatformofPKM.ItsmainpurposeistostudycombinedstructuredesignofPKMsoastoaccomplishthetransitionfromsimplec

7、onceptualstructuretorealmachine.ThispaperusesmodularizationdesigntheoryinprocessofPKMstructuredesign.Baseonthistheory,themodularstructureofPKMwasstudied,andPKMwassortedintothreemodularcomponents:fixedbase,linkchains,andmovingplatform.Thetypesofeverycomponentwe

8、redesigned,andrealmodelcomponentslibrarywasbuiltup.Inthispaper,thestructureandmeasurementdesignofPKMwasstudied,andthecombinationdesignmethodwaspresented,whichbasedonestablishingmod