论文题目: 混合驱动可控机构的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 李学刚
导师: 黄永强
关键词: 混合驱动,可控六杆机构,运动分析,动力分析,优化综合
文献来源: 河北理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 混合驱动可控机构是目前机构学研究的前沿问题,它是以定转速电动机和伺服电动机作为驱动器,两种类型的输入运动通过一个多自由度机构合成后实现预期的输出运动,其中定转速电动机为系统提供主要的动力,伺服电动机提供较小动力的同时主要起调节作用。这种机构弥补了传统机械系统缺乏柔性和全伺服驱动机械系统因柔性过高而造成浪费的缺点,在理论上比较理想的解决了机械柔性化和保持高速、高效、高负载之间的矛盾。本文在总结前人研究成果的基础上,通过研究混合驱动可控机构工作原理和类四杆五杆机构特性,提出了二自由度混合驱动可控六杆机构的思想,构造了一种新型的混合驱动运动合成机构,本文围绕此机构对混合驱动可控机构的结构学、运动学、动力学和优化综合问题进行了深入研究:首先,从机构的装配条件出发,在研究了混合驱动五杆机构曲柄存在条件的基础上,采用工作空间分析法对混合驱动可控六杆机构的可动性问题进行深入研究,得到了可控六杆机构三曲柄存在的充分必要条件和运动学反解存在条件。在此基础上,进一步对机构的工作空间问题进行了研究。然后,建立了机构正运动学分析的数学模型,对影响机构运动特性的参数进行了分类(结构参数、可调参数、可控参数),并通过理论分析和计算机仿真,探索了不同参数对机构运动轨迹和速度特性的影响趋势,比较了这些参数对机构运动特性影响的主次关系,找出了其中的敏感参数。其次,建立了混合驱动可控六杆机构动力学分析模型,采用矩阵法对机构进行了动态静力分析,在已知机构的运动状态和工作阻力的条件下,求出了常规电机、伺服电机的平衡力矩及各运动副中的反力。通过详细地分析得到了杆长、初始相位角、工作阻力作用方向等因素变化对机构动力及功率分配情况的影响趋势。最后,应用上述分析结果,对混合驱动可控机构进行优化综合,针对不同轨迹生成任务,建立了基于逆运动学分析的优化综合数学模型,为混合驱动可控机构的优化综合提供了理论方法。并通过实例分析证明了上述分析结果的正确性和混合驱动可控六杆机构的优越性。
论文目录:
摘要
Abstract
引言
1 绪论
1.1 混合驱动机构的工作原理
1.2 国内外研究概况
1.2.1 混合驱动可控机构的结构学研究
1.2.2 混合驱动可控机构的运动学研究
1.2.3 混合驱动可控机构的动力学研究
1.3 本文的主要工作及内容安排
2 混合驱动可控机构的结构学研究
2.1 混合驱动可控机构结构类型研究
2.1.1 机构的运动补偿原理
2.1.2 机构的结构形式调整
2.2 混合驱动可控机构的可动性研究
2.2.1 混合驱动五杆机构曲柄存在条件研究
2.2.2 混合驱动可控六杆机构曲柄存在条件研究
2.2.3 混合驱动可控机构运动学反解存在条件
2.3 混合驱动可控机构工作空间的研究
3 混合驱动可控机构的运动学分析
3.1 混合驱动可控六杆机构的正运动学分析
3.2 类五杆六杆机构的运动轨迹分析
3.2.1 各杆长变化对连杆曲线的影响
3.2.2 各初始相位角差变化对连杆曲线的影响
3.2.3 传动比变化对连杆曲线的影响
3.2.4 结论
3.3 混合驱动可控机构速度特性的分析
3.3.1 结构参数变化对速度特性的影响
3.3.2 可调参数变化对速度特性的影响
3.3.3 结论
4 混合驱动可控机构的动力学分析
4.1 混合驱动可控机构的动态静力分析
4.2 混合驱动可控机构的动力功率分配问题研究
4.2.1 不计惯性力时各参数变化对机构动力及功率分配的影响
4.2.2 计入惯性力时各参数变化对机构动力及功率分配的影响
4.2.3 结论
5 混合驱动可控机构的优化综合
5.1 引言
5.2 混合驱动可控机构连续轨迹生成的优化综合
5.2.1 生成轨迹曲线设计
5.2.2 优化综合原理
5.2.3 优化综合步骤
5.2.4 优化综合的数学模型
5.2.5 优化综合实例
5.3 混合驱动可控机构点位轨迹生成的优化综合
5.3.1 优化综合原理及步骤
5.3.2 优化综合实例
结论
参考文献
附录A 连杆曲线图
致谢
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作者简介
学位论文数据集
发布时间: 2005-11-04
参考文献
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