【摘 要】
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目前,应用于工业高速分拣的三自由度Delta并联机器人成为并联机构领域内研究的热点,在前人研究内容的基础上,本文对Delta并联机构的动静态特性做以分析及优化。本文简介了并
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目前,应用于工业高速分拣的三自由度Delta并联机器人成为并联机构领域内研究的热点,在前人研究内容的基础上,本文对Delta并联机构的动静态特性做以分析及优化。本文简介了并联机器人国内外研究进展、各领域应用及特点。运动学分析部分,一方面,通过几何方法对并联机构的位置逆解分析,另一方面,通过几何法和解析法对并联机构的位置正解的求解。同时,本文采用基于Adam s软件进行运动学仿真分析,通过虚拟样机的分析可较准确、直观地得到机构的运动位姿及输入驱动变化关系。综合尺寸误差、转动间隙误差、驱动误差来对机构做误差分析,对机构运动过程的可靠性进行分析。并联机构执行端的定位精度和机构控制系统编程的跟踪精度均受整个机构的动、静态刚度的影响。整机刚度的提高会节约机构控制部分的造价成本及系统编程要求。考虑并联机构刚度的一般方法为综合机构铰链刚度和外载荷因素的影响,本文还通过考虑到各杆件本身重力和各杆件所受约束力影响下的机构弹性变形。建立刚度的数学模型,利用MATLAB的数值求解功能,求解得到整机在不同外部负载及位姿变化下的机构刚度。同时,在三维建模软件CATIA中建立Delta并联机构整机模型,基于大型有限元分析软件Ansys Workbench 14.0对机构进行动静态刚度分析,得到分析后的静刚度结果与刚度数学模型对比分析。基于有限元对整体进行模态分析,得到整机的各阶固有频率,得到整机动态刚度特性。采用目前流行的响应曲面法对机构进行结构优化,通过优化降低机构关键部位所受应力最大值,提高机构整体工作过程的安全性,为机构设计理论依据及参考。
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