论文摘要
绳牵引并联机构是国内外近些年来所兴起的研究热点之一,它的利用价值涉及到航空、军事、科研等方方面面,在诸多领域都有着潜在的应用前景,如建筑机器人、虚拟现实的力反馈装置和触觉装置、大型运动仿真器、大型射电望远镜、超高速机器人、超大工作空间的轻型机器人、航空航天、大型轮船舰艇制造和机械加工等。本文对立面1R2T三自由度绳牵引并联机构进行了机构设计、理论分析、动态仿真、样机建造以及运动控制研究。文中设计了立面1R2T三自由度绳牵引并联机构,对其进行运动学分析,包括位姿运动学正逆解,速度、加速度运动学正逆解,对于位姿运动学正解采用了Newton——Raphson数值逼近法,并用MATLAB进行了编程运算。论文对立面1R2T三自由度绳牵引并联机构进行了静力学和动力学分析,并采用简单又实用的指定力法,并用Simulink仿真软件对其仿真:分析了机构的可控工作空间;规划了椭圆运动轨迹,采用Simulink仿真软件对末端执行器的位姿、速度、加速度,以及绳长变化、绳速度、绳加速度进行了点对点的运动仿真,仿真结果是合理的,且完全符合物理意义。在上述理论分析、数值仿真成果的基础上,文中设计并建造了样机,建立了末端执行器运动控制的软硬件平台,并进行了一系列的运动控制试验。运动控制实验与理论仿真部分相互应证,很好地检验了理论分析的科学性和可行性。本文的研究为更复杂和一般的六自由度绳牵引并联机构的研究进行了理论准备,并奠定了硬件平台和软件编程基础。