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摘要:并聯(lián)機(jī)器人與串聯(lián)機(jī)器人相比具有結(jié)構(gòu)剛度大、承載能力強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)精度高以及位置反解簡(jiǎn)單和力反饋控制方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。自1965年Stewart提出6自由度Stewart平臺(tái)以來(lái)，以Stewart平臺(tái)為代表的六自由度的并聯(lián)機(jī)器人已得到了廣泛的研究。已經(jīng)研制出許多的衍生機(jī)構(gòu)。 本文以采用Stewart衍生機(jī)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)床為研究對(duì)象，對(duì)其先進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)反解，求出各桿長(zhǎng)變化，繼而求得電機(jī)轉(zhuǎn)角，為建立線性控制結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。 在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)理論分析，建立了動(dòng)力學(xué)模型，根據(jù)牛頓-歐拉方程方法建立了輸入量為Stewart衍生機(jī)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)床動(dòng)平臺(tái)位姿，機(jī)床的幾何參數(shù)，又已知?jiǎng)悠脚_(tái)所受外力和外力矩（即速度，加速度,角速度，角加速度），輸出量為六根桿驅(qū)動(dòng)力從而求出電機(jī)轉(zhuǎn)矩的動(dòng)力學(xué)方程。為建立動(dòng)力學(xué)控制結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。 運(yùn)用adams對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，驗(yàn)證其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論分析的真確性，并給出數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件在典型加工狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)和受力，力矩作用參數(shù)。 建立并聯(lián)機(jī)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的常規(guī)線性控制結(jié)構(gòu)，列出常規(guī)線性控制結(jié)構(gòu)傳遞函數(shù)，為其控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，快速性，準(zhǔn)確性分析奠定基礎(chǔ)，并進(jìn)一步在動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)之上提出動(dòng)力學(xué)控制結(jié)構(gòu)。 最終設(shè)計(jì)并聯(lián)葉片加工數(shù)控機(jī)床的控制軟件，并成功對(duì)包括葉片在內(nèi)的各種典型零件進(jìn)行仿真加工。 關(guān)鍵詞：Stewart衍生機(jī)構(gòu) 數(shù)控機(jī)床 運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)adams仿真 線性控制系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)軟件
目錄 摘要 Abstract 第1章 緒論1 1.1 并聯(lián)機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床的特性對(duì)比.1 1.2 并聯(lián)機(jī)器人的應(yīng)用2 1.3 并聯(lián)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀.3 1.3.1 并聯(lián)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)學(xué)研究.4 1.3.2 并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究.4 1.3.3 并聯(lián)機(jī)器人的工作空間研究.5 1.3.4 并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)研究.5 1.3.5 并聯(lián)機(jī)器人的控制理論研究.6 1.4 并聯(lián)機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì).6 1.5 本文研究的意義7 1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容.7 1.7 本文的創(chuàng)新之處.7 第2章 Stewart衍生機(jī)構(gòu)并聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)理論.9 2.1 Stewart衍生機(jī)構(gòu)并聯(lián)機(jī)床的機(jī)構(gòu)模型.9 2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)反解10 第3章 Stewart衍生機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)理論.13 3.1另一種運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解.13 3.1.1 支鏈坐標(biāo)系的定義.13 3.1.2 支鏈運(yùn)動(dòng)學(xué)反解.13 3.2 構(gòu)件的速度及加速度分析15 3.3 動(dòng)力學(xué)模型的建立19 第4章 基于adams的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析.29 4.1 adams軟件簡(jiǎn)介.29 4.2 adams軟件的基本模塊.29 4.3 Stewart型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的cad模型整體導(dǎo)入29 4.4 adams/view添加約束.31 4.5 仿真前可知的現(xiàn)有信息33 4.6 adams/view仿真控制.33 4.6.1 Stewart型平臺(tái)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)的動(dòng)態(tài)仿真34 4.6.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真的意義.41 4.6.3 Stewart型平臺(tái)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)的動(dòng)態(tài)仿真41 4.6.4 動(dòng)力學(xué)仿真的意義.52 4.7 運(yùn)用adams進(jìn)行Stewart衍生機(jī)構(gòu)并聯(lián)機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)正解的一種新方法52 第5章 基于Stewart型平臺(tái)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng).57 5.1 基于Stewart型平臺(tái)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的線性運(yùn)動(dòng)控制.57 5.2 基于Stewart型平臺(tái)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)控制.61 第6章 Stewart衍生機(jī)構(gòu)的控制軟件設(shè)計(jì)63 6.1 設(shè)計(jì)構(gòu)想.63 6.1.1程序總執(zhí)行過(guò)程.63 6.1.2界面圖形生成過(guò)程：OnDraw().65 6.1.3畫動(dòng)平臺(tái)和連桿： changedtablegan()函數(shù)66 6.1.4數(shù)控程序?qū)脒^(guò)程圖.67 6.1.5仿真運(yùn)動(dòng)模塊執(zhí)行過(guò)程.68 6.1.6. step()流程圖69 6.2 使用說(shuō)明70 6.2.1操作界面.70 6.2.2程序調(diào)入、編譯、導(dǎo)出、執(zhí)行操作71 第七章 總結(jié)與展望73 7.1 總結(jié)73 7.2 不足之處及未來(lái)展望.73 鳴謝.75 參考文獻(xiàn)77 |
