【摘 要】
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少自由度并联机器人是目前机器人学研究的热点之一,已经运用于社会工业生产的诸多领域.当结构对称时,少自由度并联机器人一般是过约束机构,采用传统的机构学理论和方法进行机
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少自由度并联机器人是目前机器人学研究的热点之一,已经运用于社会工业生产的诸多领域.当结构对称时,少自由度并联机器人一般是过约束机构,采用传统的机构学理论和方法进行机构运动学分析往往会得出错误的结论;同时运动学分析中涉及的非线性耦合方程组的求解仍具有相当的难度.该文将以新型的结构对称4自由度4-RRCR并联机器人为对象,对其运动学进行全面而系统的研究.该文首先介绍了目前4自由度并联机器人的研究现状,分析了国内外学者的研究方法和研究成果,并归纳提出自己的研究思路.其次介绍了螺旋理论的基础知识,并着重阐述在运动学分析中常使用的运动螺旋和力螺旋的概念,以及它们相关的性质.接着以螺旋理论为基础,证明了该并联机构运动平台自由度数目及其相应的自由度性质;推导出了机构的运动学正反解方程,并以数值实例验证结论的正确性;求解出机构的雅可比矩阵,建立了输入和输出速度之间的映射关系,同时分三类情况进一步详细讨论机构的奇异位形.最后进行机构的虚拟样机设计,在ADAMS软件环境下建立虚拟模型,相应测量出机构的结构参数曲线、位移曲线、速度曲线以及驱动关节的力和力矩曲线.论文还就整个课题的研究工作和研究方向进行了总结,并对今后的研究方向进行了展望.
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