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并联机构的型综合一直是近几十年来国际机器人与机构领域关注的热点。研究并联机构的型综合,有很大的理论意义和实践意义,不仅对推动并联机构的理论发展有很大作用,而且可以缩短基于并联机构的机械产品的设计周期,可以降低设计成本,并联机构的应用也将更加广泛。并联机器人机构的型综合方法应当从设计的角度出发,提供了一套并联机器人机构从无到有的设计思路。本文就基于GF集的并联机器人机构型综合方法展开了研究,主要研究内容如下:1)提出了并联机构型综合的基本框架,揭示了并联机构的型综合这一科学问题的本质,明确了型综合的目标和内容,为不同的型综合方法提供了可以交流的平台。2)提出了机器人机构末端转动特征任意可转性条件定理,建立了转动特征完整性的概念,针对性地描述运动特征的轴线布置规律。基于此扩展了GF集的分类。7种第一类GF集用来表达机构末端具有全完整性的机构,14种第二类GF集用来表达末端具有非完整性的机构,4种第三类GF集用来表达末端具有部分完整性的机构。三类GF集对运动特征的顺序及完整性有了明确清晰的描述。3)提出了机器人机构末端约束集的概念和分类,建立了机器人机构末端特征GF集与约束集的对应关系,完善了机器人机构的型指标体系。4)建立了并联机构的数综合模型,提出了数综合公式。可以根据末端特征维数、过约束数目、冗余驱动数目、支链数目、消极自由度数目、局部自由度数目、单条支链内的最大或最小驱动数目以及单条支链内的最大或最小约束数目等在内的结构参数要求进行数综合,得到支链数目与每条支链内约束和驱动数目的组合解。5)提出了GF集的求交算法和分解算法,建立了25种GF集的相互求交法则和分解法则。既可以由并联机器人机构的支链特征求交得到末端特征,也可以由给定的GF集设计要求分解得到各条支链的GF集特征。6)研究了具有指定GF集特征的支链设计,提出了用运动副替代进行支链设计的方法。介绍了由单自由度运动副构成的原始支链,并总结了各种GF集对应的原始支链。根据提出的支链设计的程序化方法,得到了大量新颖的支链类型。7)提出了基于GF集的并联机器人机构型综合方法的基本步骤。介绍了末端特征为指定GF集的并联机器人机构型综合,并给出了一些并联机器人机构型综合的例子,得到了大量新颖的并联机器人机构类型。并开发了基于该理论的并联机构型综合软件原型,为并联机构的设计应用提供了实用工具。