论文部分内容阅读
Stewart平台是最早提出并得到真正运用的并联机构，在它的运用中充分体现了并联机构具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高等一系列的优点。正因为并联机构具有这些串联机构无法比拟的优点，使得其一直为机器人领域研究的热点，运用领域也不断地扩展。随着并联机构研究的深入，许多由Stewart平台演变的新型并联机构被学者们提出和研究，6-PURU并联机器人即是其中一种。 6-PURU并联机器人与传统的Stewart平台不同，它的驱动元件固定在机架上，更加增大了其承载性能;而且各支链的运动副均由移动副、虎克铰和旋转副组成，大大降低了机构对球副加工精度的要求，提高了机构的性能。 本文以6-PURU并联机器人为研究对象，运用空间矢量法建立了运动学方程，并对其进行了位置正逆解的分析。在正解的求解过程中，通过解耦的方法降低了正解的求解难度，并利用Mathematica数值计算软件的强大计算功能进行了数值算例仿真，验证了正逆解的正确性。然后在位置解的基础上，结合工作空间的影响因素，给出了从正解和逆解两个角度搜索工作空间的原理和方法，并利用Matlab仿真软件进行了编程仿真，给出了最大的工作空间模型。接着对该并联机器人的奇异性进行了分析，求解了其雅可比矩阵，分析了其奇异位形的类型和奇异轨迹方程，并通过Mathematica数值计算软件进行了算例计算仿真，结合前面工作空间的模型对位置奇异和姿态奇异进行了分析。这些理论研究为6-PURU并联机器人的优化和实际运用提供了参考和依据。 论文最后结合现有的设备和实验条件，在前面的理论分析的基础上，进行了6-PURU并联机器人激光切割加工实验。以切割低碳钢为例，分析了低功率下激光功率、氧气气压和光束入射角对激光切割的影响，为以后6-PURU并联机器人加工运用时工艺参数的选择提供了参考。