本文选用 3-RRRT 并联机器人为研究对象,主要研究内容包括 3-RRRT 并联机器人运动学建模、动力学建模、运动学和动力学数值仿真及构型优化。 3-RRRT 并联机器人由一个固定平台和一个动平台通过 3 条支链连接而成,每条支链由 3 根杆件分别通过 3 个转动副 R 和一个虎克铰 T 与固定平台和动平台进行连接。动平台仅能实现在空间中沿 3 个坐标轴方向的平动,使得该并联机器人的自由度数为3。相对于串联机器人,这种新型机器人表现出速率快、精度高、承载佳等优势特征,在工程行业中得到普遍的应用,如并联机床、食品分拣机器人等设施。本文选择的分析对象 3-RRRT 并联机器人能够在食品分拣工序中进行应用。通过完成这一类型机器人的运动学与动力学分析工作,使其成为后期研究的原型,并在开发性能完善的空间并联机器人阶段奠定概念基础。 本文使用 D-H 坐标和齐次坐标变换建立了 3-RRRT 并联机器人的系统运动学方程,并通过解析法求解了其位姿。为了研究该机器人的动力学行为,利用伯努利-欧拉原理建立了其运动方程,并推导了其动力学模型。基于 MATLAB 对机器人的运动学和动力学模型进行了数值仿真,验证了所建模型的准确性和稳定性。通过仿真,分析了机器人的运动规律和力学特性,为构型的优化设计提供了理论依据。 文章还探讨了并联机器人的构型优化问题,通过设计参数化的构型优化算法,实现了对机器人构型的优化设计。优化算法考虑了机器人的工作空间、精度和负载等指标,以及机器人结构参数的关联性,实现了对结构参数的优化设计。 论文的研究成果对于进一步深入理解3-RRRT并联机器人的运动学和动力学行为具有指导性意义。对于机器人工程领域的研究和应用具有一定的推动作用,对于提高并联机器人的精度和稳定性,具有重要的理论指导意义。同时,论文还为未来研究提供了一定的参考,对于开发更加高效、稳定的并联机器人具有一定的实用价值。 综上所述,本文以3-RRRT并联机器人为研究对象,通过建立运动学和动力学模型,对其进行数值仿真和构型优化,对机器人的运动规律和力学特性进行了深入研究并取得了一定的研究成果。这对于推动并联机器人领域的研究和应用具有一定的意义,为之后的研究提供了一定的基础和参考。
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