【摘 要】
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少自由度并联机构与传统的六自由度并联机构相比,具有结构简单、控制容易、造价低廉等优点,具有良好的应用前景,特别是分支相同、结构对称、具有各向同性的对称三维平动并联
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少自由度并联机构与传统的六自由度并联机构相比,具有结构简单、控制容易、造价低廉等优点,具有良好的应用前景,特别是分支相同、结构对称、具有各向同性的对称三维平动并联机构更具应用潜力,受到国内外学者的广泛关注。本文运用螺旋理论对三维平动并联机构进行了系统的型综合,在此基础上选取具有代表性的对称型3-PCR并联机构作为研究对象进行了深入研究,研究内容主要包括以下5个方面:首先,根据螺旋理论中约束螺旋和运动螺旋的互逆性,确定了三维平动并联机构分支约束螺旋系的类型,在此基础上,运用约束螺旋综合理论对三维平动并联机构进行了型综合。其次,依据初始设计目标,从所综合出的三维平动并联机构中选择具有代表性的对称型3-PCR并联机构进行了运动学分析。第三,运用Unigraphics和ADAMS软件构造了3-PCR并联机构的三维虚拟样机,并运用仿真分析软件ADAMS在样机上进行了各类型轨迹曲线的仿真试验。第四,基于曲线参数化理论和运动学逆向分析理论,对3-PCR并联机构的轨迹规划进行了研究,基于两种不同类型的轨迹曲线提出了相应的轨迹规划方法,确定了3-PCR并联机构按照期望轨迹运动时驱动件上应施加的运动规律。最后,对3-PCR并联机构在高压水射流切割机上的应用做了有意义的探索,并结合两个切割实例验证了该应用的可行性。通过以上分析和研究,对3-PCR并联机构的结构性能和运动学性能有了深入的了解,并进一步完善了基于运动学逆向分析理论的轨迹规划方法,同时为3-PCR并联机构物理样机的试制及控制策略的研究奠定了坚实的基础,也为其作为高压水射流切割机的实质性研制做了较好的前期准备工作。
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