少自由度并联机构动力学建模

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1、工程学院题目:少自由度并联机构动力学建模学生姓名:学　　号:专业班级:学院名称:指导教师：职称：少自由度并联机构动力学建模摘要：并联机构是当前机器人研究的热点问题。在机器人构型方面，并联机构的优点有精度高、承载能力强、动态性能好、动力学特性较好等，受到了越来越广泛的应用。少自由度并联机构具有结构简单、经济、控制相对容易等优点，受到越来越多学者的青睐。本文对一种常见的少自由度并联机构—3-RPS并联机构进行分析，采用数值法求解工作空间，通过极限搜索的方法获得机构的工作空间边界。然后研究运动学的正解、逆解。最后运用牛顿欧拉法进行动力学建模，建立了动力学模型。关键词：少自由度并联

2、机构;运动学分析;动力学建模DynamicsModelingofLowDOFParallelMechanismsAbstract：Parallelmechanismsisthehotissuesofcurrentrobotresearch.Parallelmechanismismorewidelyused,becauseithasmanyadvantagessuchasbigstiffness,highcarryingcapacity,gooddynamicperformance,betterdynamicsandsoon.AsLowDOFparallelmechanism

3、hasasimplestructure,economy,relativelyeasytocontrol,soitisfavoredbymoreandmorescholars.InthispaperfortheanalysisofacommonLowDOFparallelmechanism—3-RPS,studythestructure’sworkspacewithanalyticalmethod,usethemethodofthesearchofthelimittogettheboundaryoftheworkspace.Andthenestablishthekinemat

4、icsequations,studythekinematicsofthepositivesolution,inversekinematics.Finally,usethemethodofNewtonEulerfordynamicsmodeling,establishthedynamicmathematicalmodelofthisthree-DOFparallelmechanism.Keywords：LowDOFparallelmechanisms,kinematicanalysis,dynamicmodeling1目录1绪论11.1前言11.2并联机构简介11.3并联机构

5、国内外研究现状11.4本文主要研究内容323-RPS并联机构工作空间分析42.1引言42.23-RPS并联机构的工作空间42.2.1机构的运动学约束42.2.23-RPS并联机构工作空间边界的确定52.2.3工作空间分析算例52.3本章小结633-RPS并联机构的位置分析73.1引言73.2空间3-RPS并联机构73.2.1机构组成73.2.23-RPS并联平台机构的位姿描述73.33-RPS并联平台机构的位姿反解103.43-RPS并联平台机构的位姿正解1143RPS并联机构动力学分析144.1引言144.2欧拉方程简介144.33-RPS并联机构机构的动力学建模144.

6、3.1速度分析154.3.2加速度分析154.3.3并联机构动力学方程1653-RPS并联机构的仿真185.1引言185.1.1仿真技术简介185.1.2并联机构计算机仿真的意义185.2基于Mathematica软件的仿真185.2.1Mathematica软件介绍185.2.2建立所有构体的模型195.2.3构体模型的装配215.2.4动力学仿真226总结与展望256.1论文工作总结256.2研究展望25参考文献26致谢271绪论1.1前言并联机构[1]是一种新型机构，具有传统串联机构无法比拟的优点，是串联机构的补充和扩展，直接推动机床技术的发展和机器人研究的深入。并联

7、机构的出现，使得机器人的研究，机床的研究出现了新的热点，弥补了串联机构的不足。由于并联机构结构刚度大，承载能力强，位置精度高等优点，吸引了国内外工程界与学术界的广泛关注，几十年来，随着学者们对并联机构研究的加深，不断有新的并联机构被提出。本文主要研究分析3-RPS并联机构，通过对其运动特点分析，位姿的正反解推导，及三维模型的建模与仿真，为以后的并联机构设计与应用打下基础。1.2并联机构简介通常所说的并联机构是由上平台和下平台组成，两个平台通过两个或者两个以上的分支运动链相连接，机构具有两个或两个以上的自由度，并且以