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绳牵引并联机构是近年来出现的一种新型轻质并联机构,它采用绳索代替连杆作为机器人的驱动单元,结合了绳索驱动和并联机构的优点,具有结构简单、工作空间大、负载能力大、可重组、易拆装、模块化程度高和运动速度快等特点。该机构经过广泛的研究已经形成比较完整的体系,形式也多种多样。 本文以带有约束支链的二自由度绳牵引并联机构为研究对象,对该机构进行了运动学分析、静刚度分析、动力学建模和仿真等,为该类绳牵引并联机构的开发与应用提供了理论指导,论文的主要内容如下: 1.在分析并联机构构型的基础上,采用D-H法则和封闭矢量法建立了绳牵引并联机构的运动学模型,求解出了位姿反解,速度、加速度反解方程和雅可比矩阵,完成了运动学分析。 2.进行了绳牵引并联机构静力学分析,建立了绳牵引并联机构的静力平衡方程,阐述了不同的并联机构的刚度和刚度矩阵的定义,推导出了本机构的刚度矩阵,并对机构的一个位姿的刚度进行了求解,用Matlab对机构的刚度条件数和各个方向的刚度进行了仿真分析。 3.利用拉格朗日方程建立了绳牵引并联机构的动力学模型并进行了必要的仿真,得到了各根绳索的拉力变化规律。