科研项目(教研项目)结题报告ppt课件

3(m 2
M2 2m
) (mcosα M)2 (2L1 msinαs2 9M2 3(Mcosα 2L1cosαo2
4L2
arctan Msinα 2L1cosα
3M
其中 H (M L2 cos )2 (L1 L2 sin )2
10
项目研究取得成果
上平台位置反解一
2
2
（反解二
12
项目研究取得成果
机构的运动空间
U-RRU-SPU 并联机构输出参数之一 在不考虑驱动器与各连杆间干涉时，其变化范围 为 0 到 2 。主要关注另一个输出参数 与其它几何参数 m , M , L1 , L2 , L3 等的
关系。为了进一步研究方便，我们将以上几何参数比例化。
m1
4
项目的创新点
创新之处在于机构的并联解耦。
– 并联机构相对于串联机构来说具有良好的刚度 和更高的精度。
– 完全解耦并联机构与传统并联机构相比，具有 运动学和动力学分析容易、控制简便等优点， 且机构的解耦有利于提高机构运动精度，各分 支相互独立、互不影响，使机构组装容易。
U-RRU-SPU机构正好结合了两者。
2 1.8 1.6 1.4 1.2
ll2 2 1
5
3063002005 0
15 100 0
0
5 0
10
0 5
0
0.8
0.6
0.4
Hale Waihona Puke Baidu
10 0 15 10 0 0 5 0
20 0
36 0
15 0
5 0
5 0
10 50 0
5 0
2 1.8 1.6 1.4 1.2
l2 1
0.8 0.6 0.4
5 10 015 0
动学分析。
2
工作计划
起止日期
主要研究内容
2009.01—03 查阅资料、方案设计、机构型综合
2009.04—07 机构运动理论分析、软件仿真研究
2009.08—01 机构样机研制开发
2010.01—03 样机实验研究
2010.04—05 填写结题表，撰写研究论文 3
已经完成的工作
查阅资料并已综合出了一系列的两转动自 由度完全解耦并联机构 使用SolidWorks绘制了系列的其中U-RRUSPU机构的三维图形，并以此进行了仿真研 究 完成了对U-RRU-SPU机构的自由度分析，动 平台位置正解和反解、工作空间的分析
8
项目研究取得成果
上平台位置正解一
1 2
arcsin( L32 m2 H 2 ) 2mH
arcsin( L32 m2 H 2mH
arctan(M L2 cos ) L1 L2 sin
2 ) arctan(M L2 cos L1 L2 sin
)
其中 H (M L2 cos ) 2 (L1 L2 sin ) 2
L1
cos ) sin
m cos m sin
)
其中：T (M m cos )2 (L1 m sin )2
（1） （2）（反解一）
11
项目研究取得成果
上平台位置反解二
1
( L
3M 2
3 mcos )2 ( 2
3 2
m
sin
sin
m 2
cos
M 2
)2
2
(L1
3 mcos sin m sin)2
5
项目研究取得成果
综合出了一系列的两转动自由度完全解耦 并联机器人 U-RRU-SPU; U-RRU-SPS; U-RRS-PSS; U-RRU-RSU; S-RRU-SPU; S-RRU-SPS; S-RRS-PSS; S-RRU-RSU
对U-RRU-SPU机构进行了分析
6
项目研究取得成果
绘制出了其中U-RRU-SPU机构的三维图形
m R
, l2
L2 R
, l3
L3 R
, l4
L4 R
其中：
R m L2 L3 L4 , 4
L4
L12 M 2
m1 , l2 , l3 和 l4 约束条件为：
m1 l2 l3 l4 4 , 0 m1, l2 , l3 , l4 2 13
项目研究取得成果
matlab绘制出上平台的 工作空间图
（正解
9
项目研究取得成果
上平台位置正解二
β1
arccos
L2 1
3(m 2
M2 2m
) (mcosα M)2 (2L1 msinαs2 9M2 3(Mcosα 2L1cosαo2
4L2
（正解二）
arctan Msinα 2L1cosα
3M
β 2
arccos
L2 1
0 20
25 0
36
300 0
25 30 0 036
0
0
10
20
0
20
0
5
15
0
0
0 15 0
10
10 0 0
10 0
5
5
0
0
0.2
0
0.5
1m
1.5
m
1
0.2
2
0 0
0.5
1m
1.5
2
1
(a) l3=0.3
(b) l3=0.6
14
项目研究取得成果
2 1.8 1.6 1.4 1.2
l2 1
0.8 0.6 0.4 0.2
36
250 25 0
z
E
A o
m
y
B
x
L1 Z
O X
M
L3
L
C
L2 F
Y D
7
项目研究取得成果
计算机构的自由度
由 Kutzbach-Grübler 修正式算得自由度：
g
DOF d (n g 1) fi 6(6 7 1) 12 2 0 2 i 1
其中： n 为构件数； g 为运动副数；
f i 为第 i 个运动副自由度数； 为冗余自由度数； 为消极自由度
0 0
10 105
5 0
200
0 25
0
30
360
0 36 030
0 25 0 20
0 15
0
10 0
36 0 10 0
5 0
30 0
36 25 0 0 20
0 15
0
10
0
5
0
0.5
1m
1.5
1
(c) l3=0.9
2
1.8
1.6
1.4
1.2
l2 1
0.8
0.6
0.4
0.2
2
0 0
5 15 0 0
10 200 205
对四连杆 ABCD 分析：
M L1
L2 cos mcos L3 cos msin L2 sin L3 sin
解得：
1 2
arcsin(T 2 L22 L32 ) arctan( M m
2L2T
L1 m
arcsin(T 2 L22 L32 ) arctan(M
2L2T
结题报告
两转动自由度完全解耦并联 机器人开发
项目组成员：刘华 郭志建 张杰 指导教师：侯雨雷 曾达幸
2012.10.06
1
研究内容简介
项目研究内容为两
转动自由度完全解
耦并联机构，这种
机构由一个动平台、
一个静平台和三个
支链组成。该机构
由四连杆机构演化
而来，对其进行了
自由度、空间位置、
工作空间等机构运