论文部分内容阅读
新型六自由度可重构并联机构在保持原有承载能力的基础上,减少了支链之间的相互干涉,使得该机构的工作空间得到了一定的提升。并且该机构四种构型之间灵活转换,可根据工作需求灵活转换,以适应不同的环境下的工作条件。该机构具有极强的适应性与灵活性。本文以新型六自由度可重构并联机构为研究对象,对其进行相关的设计分析和应用研究。首先本文以旋量理论为基础,对六自由度的并联机构分支进行构型综合。然后用综合出来的机构进行新型六自由度可重构并联机构的设计,之后采用旋量法对机构的输入副进行选取,得到合理的输入副。最后对机构的尺度进行了设计,为后续的位置正反解、奇异性与工作空间的分析打下基础。之后,则以新型六自由度可重构并联机构为研究对象,建立该机构的整体坐标系与分支的局部坐标系,运用旋转矩阵法建立机构的位置反解数学模型。在位置正解的求解中,由上平台的三个铰点呈三角形分布的的约束关系建立该机构的运动正解的数学模型,求出该机构位置正解数学模型,然后对每个构型所建立的运动学正反解的数学模型进行数值法的验证,以证明该机构位置正反解数学模型的正确性。接着,对该机构使用求导法求出机构在各个构型下的雅可比矩阵,在逆向奇异中采取雅可比矩阵法,求出该机构处于逆向奇异下的各个位姿。在正向奇异中,对构型一采用雅可比矩阵法,得到构型一的奇异轨迹,对构型二至构型四采用机构奇异定理,得到构型二、三、四构型的奇异轨迹。并且结合螺旋理论法求出该机构的几种特殊奇异位形。在工作空间的分析中,采取三维极坐标搜索法求出机构的各构型的工作空间并进行对比,为机构能够在工程中应用提供一定的理论基础。最后,将新型六自由度可重构并联机构应用到飞行训练模拟器、舰载雷达天线稳定平台与并联机床中,并设计出了相对应的虚拟样机,对各个虚拟样机的工作原理和优势进行了详细地论述,最后将该机构应用进行推广,以展现出新型六自由度可重构并联机构在工程应用方面所具有的广阔性与前沿性。