外文翻譯---運動學(xué)分析和優(yōu)化設(shè)計3-PPR平面平行機械手 中文版.doc

運動學(xué)分析和優(yōu)化設(shè)計3-PPR平面平行機械手摘要：本文提出了一種3-PPR平面并聯(lián)機械手，其中包括三個活性柱狀節(jié)理、三個被動的柱狀節(jié)理、三個被動轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。分析了運動學(xué)和優(yōu)化設(shè)計的機械手，對其進行了討論，提出機械手具有直接運動學(xué)的封閉式和無空隙隨著邊界的凸式空間。分析機械手的運動學(xué)和逆運動學(xué)，和逆雅可比矩陣推導(dǎo)機械手。改變旋轉(zhuǎn)限制和機械手的工作空間研究，對機械手的工作空間進行了仿真。此外，為優(yōu)化設(shè)計的機械手，機械手的性能指標(biāo)進行了研究，然后優(yōu)化設(shè)計方法是使用最小最大理論。最后，用一個例子進行了優(yōu)化設(shè)計。關(guān)鍵詞：平面并聯(lián)機械手，運動學(xué)，雅可比矩陣，優(yōu)化設(shè)計，最大最小1引言并聯(lián)機器人組成的閉環(huán)有許多優(yōu)勢，比串聯(lián)機器人有更高的精度和剛度。眾所周知，并行比串聯(lián)機器人有更高的有效載荷重量比、更高的精度和較高的結(jié)構(gòu)剛度。最近一些機床已開發(fā)利用這些優(yōu)點，機械手的精細運動的全鋼載重子午線也采用并行機制，從平價等位基因機制制造單片機。并聯(lián)機器人中，平面并聯(lián)機器人是平面機械手運動。平面并聯(lián)機器人有兩個自由度（DOF）的運動；這是兩個自由度的運動和一個旋轉(zhuǎn)的運動。這眾所周知，平面三自由度并聯(lián)機器人的存在，RRP，RPR，RPP，PRR，PRP，和PPR，取決于棱柱形接頭和旋轉(zhuǎn)的組合接頭，不包括PPP的組合，其中棱柱和旋轉(zhuǎn)接頭由P和R。解決方案的直接運動學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)的平面并聯(lián)機器人進行了已經(jīng)提出了，但更多的控制克里特島的解決方案和運動學(xué)分析架構(gòu)要求。大多數(shù)的3-DOF平面并聯(lián)機器人有手有缺點復(fù)雜的直接運動學(xué)多項式類型和無用的空隙小工作區(qū)以及凹型邊界。直接運動學(xué)多項式的增加，求解方程以及選擇合適的溶液變成一個巨大的負(fù)擔(dān)。此外，凹型邊界誘導(dǎo)非直從鄰居的運動邊界其他人。因此，一個并行的是很重要的機械手具有封閉式直接運動學(xué)和一個凸型空隙泰伊工作區(qū)邊緣。在本文中，一種3-PPR平面平行機器人，其中P是一個活躍的棱柱關(guān)節(jié)，提出了克服上述的缺點，即該機器人有一個封閉式直接運動學(xué)和無空隙隨著邊界的凸式空間。該機械手的運動學(xué)分析，首先直接運動學(xué)，逆運動學(xué)，該機器人逆雅可比矩陣派生的。第二，旋轉(zhuǎn)限制和工作區(qū)進行調(diào)查。同時為優(yōu)化設(shè)計該機械手的操作，性能指標(biāo)機器人進行了研究并優(yōu)化設(shè)計方法是使用最小最大值進行理論。最后，一個例子使用最佳的的設(shè)計方法。2對3-PPR平面描述并聯(lián)機器人一種3-PPR平面并聯(lián)機械手的組成三個活動的柱狀節(jié)理，三個被動柱狀節(jié)理，三個被動轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，一個移動板和鏈接。主動關(guān)節(jié)可以電動旋轉(zhuǎn)電機和滾珠式運動變換螺釘。三個環(huán)節(jié)為主動關(guān)節(jié)運動是固定的基地與每個鏈路兩端架。這個程度自由（自由度）的平面機械手m，是由其中L為剛性體的數(shù)目，n是接頭的數(shù)目，和DL是自由度關(guān)節(jié)I。3直接運動學(xué)坐標(biāo)和幾何參數(shù)本機械手。移動板是一個圓圈，它包含一個設(shè)備外側(cè)三角，一個半徑為R的中心旋轉(zhuǎn)接頭在三角形的頂點。有源棱柱形接頭兩側(cè)的旅行在外的等邊三角形，其中包含一個當(dāng)坐標(biāo)與半徑為R的每圈主動關(guān)節(jié)的AI（Xi，Yi），其中i1，2和3，移動板（X，Y）和旋轉(zhuǎn)從參考點。然后每個長度的被動鏈接，由于內(nèi)部和外部的三角形等側(cè)的三角形，角：因為這個機器人有八個剛體內(nèi)部的三角形，邊長E：內(nèi)部三角形：源關(guān)節(jié)的相對位移：4逆運動學(xué)和逆雅可比矩陣圖3顯示了DES的坐標(biāo)系統(tǒng)主要研究一種3-PPR平面運動學(xué)逆解并聯(lián)機器人。當(dāng)中心的移動板從原點O的動作翻譯（x，y）和旋轉(zhuǎn)，頂點B表示為：i=1，2，3。有源棱柱的起源是由聯(lián)合r從成因分提供的用戶界面，VI是單位向量軸，E是主動軸移動關(guān)節(jié)，B是頂點的坐標(biāo)：對方程的逆雅可比矩陣的元素不具有相同的尺寸，相應(yīng)的最后一列旋轉(zhuǎn)具有長度。由第三列的無量綱，一個均質(zhì)水逆雅可比矩陣與無量綱元素主要是通過5旋轉(zhuǎn)的限制和工作區(qū)動片的轉(zhuǎn)動受到限制通過鏈接之間的干擾旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。圖4顯示了配置這種機械手的旋轉(zhuǎn)限制順時針和逆時針的案例（a）和案例（b）。假設(shè)該鏈接的寬度是可以忽略的：它的結(jié)論是移動板3PPR平面并聯(lián)機器人是有界的通過從最初的旋轉(zhuǎn)。6局部性能指標(biāo)的使用逆雅可比矩陣逆雅可比矩陣提供了對PAR的運動學(xué)結(jié)構(gòu)瓦的質(zhì)量等位基因操縱。在本文中可操作性電阻率，并通過逆雅科各向同性邊被認(rèn)為是該性能指標(biāo)并聯(lián)機器人。可操作性，這是從一個距離奇異，評估的母牛產(chǎn)品質(zhì)量如關(guān)節(jié)速度的機械手。那是，更遠的機械手的結(jié)構(gòu)是從