并联机器人的开题报道[2].docVIP

燕 山 大 学 本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称：非对称3平动3ＵＰＵ并联机器人的设计与计算机模拟 学院（系）：里仁学院 年级专业：07机电2班 学生姓名：孟晓亮 指导教师：胡波 完成日期：2011-3-1６ 选题的来源和意义 随着社会的不断进步，机器人技术不断发展，机器人技术已经日趋完善。 并联机器人的出现是机器人发展史的一个重要成就。并联机器人机构是机、电及计算机控制相结合的产物。越来越多的国内外学者开始从不同方向从事并联机器人技术的研究工作。并联机器人是具有重大经济价值和国防战略意义的高精尖实验设备。1965年，德国Stewart发明了六自由度并联机构，并作为飞行模拟器用于训练飞行员。1978澳大利亚著名机构学教授Hunt提出将并联机构用于机器人手臂。与串联机构相比，并联机构具有刚度大、结构稳定、承载能力大、微动精度高和运动负荷小的特点。并联机构正解困难反解容易有利于在线实时计算。 目前我国并联机构的自由度转台设计水平和制造水平与西方发达国家相比差距还是相当大，对三自由度转台控制理论、控制系统与技术研究的这些领域内的关键课题所做的工作还很粗浅。因此对三自由度的关键组成部分进行深入的理论分析和实验研究，尽快研制出性能优良的三自由度转台，提高我国的仿真技术水平，具有重大的理论意义和实际应用价值。少自由度并联机构是国际上机器人学研究的热点之一，构造出具有良好性能的少自由度并联机器人的众多构型，一遍根据应用要求选择不同性能的机构，是并联机器人机构中的一项重要任务，当前众多研究人员的研究方向都集中于构建新型的少自由度并联机构。根据理论研究出来的众多的少自由度并联机构还需要检验其运动的正确性，传统的方法是通过试验样机制造实验来验证，而近年来计算机技术的广泛应用提供了新的方法，那就是虚拟样机技术，这包括了三维CAD建模技术和机械系统运动学等相关技术。 二、研究内容和要求 1、分析多种结构方案，确定合理的结构方案，分析和计算该并联机器人的运动自由度。对于3自由度的并联机器人的三个分支，各个分支之间相互干涉。 第一种方案：其中两个分支第一个转动副的轴线垂直于上下平台，另外一个分支的第一个转动副的轴线与平台平行，且都在内侧； 第二种方案：其中两个分支第一个转动副的轴线垂直于上下平台，第二个转动副的轴线平行于上下平台，且位于下平台外侧，另外一个分支的第一个转动副的轴线与平台平行，且在内侧；(第2，3转动副应该平行) 第三种方案：其中两个分支第一个转动副的轴线垂直于上下平台，且位于下平台内侧，另外一个分支的第一个转动副的轴线与平台平行，且在外侧。 2、设计3驱动3-UPU并联机器人机构和结构保证给定加工空间和灵活度。该并联机器人的U副的相互搭配是这个内容的重点。它选择有不同的方案， 第一种方案：不对称的那个分支第一个R副的轴线指内侧，剩下的两分支第一个转动副的轴线垂直于上下平台; 第二种方案：不对称的那个分支第一个R副的轴线与第一种方案中的指向相垂直，且平行于上下平台, 剩下的两分支第一个转动副的轴线垂直于上下平台. 3、设计液压驱动或滚珠丝杠驱动装置满足工作空间、灵活性和载荷的要求。驱动装置的选用决定该机构载荷的大小。合理的安排该驱动的位置、位姿以解决工作空间及灵活性的问题。 第一种方案：液压装置作为驱动装置。它的优点：1）体积小、重量轻惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击；2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速，且调速范围最大可达1：2000(一般为1：100）；3)换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；4）液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使用。 第二种方案：气动装置作为驱动装置。它的优点：1）以空气为工作介质，工作介质获得比较容易，用后的空气排到大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道；2）因空气的粘度很小，其损失也很小，所以便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境。 3）与液压传动相比，气压传动动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁，不存在介质变质等问题。4)工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中，比液压、电子、电气控制优越。5)成本低，过载能自动保护。 第三种方案：滚珠丝杠装置作为驱动装置。它的优点：1)定位精度高；2)传动效率高；3)使用寿命高。 我选择滚珠丝杠装置作为驱动装置，因为以上所说的滚珠丝杠装置的优点，而液压装置实现定比传动困难，液压元件制造精度要求高，成本高，需要液压泵的辅助装置，体积大，干涉可