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基于动力学指标的Delta高速并联机械手集成优化设计方法研究

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【英文题名】	Integrated Optimal Design of Delta Robot Using Dynamic Performance Indeices
【作者】	张利敏;
【导师】	黄田; 梅江平;
【学位授予单位】	天津大学;
【学科专业名称】	机械制造及其自动化
【学位年度】	2011
【论文级别】	博士
【网络出版投稿人】	天津大学
【网络出版投稿时间】	2012-03-19
【基金】	“863”;
【关键词】	高速并联机械手; 动力尺度综合; 弹性动力学; 动态设计;
【英文关键词】	Pick-and-place parallel manipulators; Dimensional synthesis; Dynamics; Optimal design;
【中文摘要】	本文密切结合新能源、食品医药、现代物流等领域自动化生产线高速轻载搬运作业需求,在国家863高技术研究发展计划的资助下,研究基于动力学指标体系的Delta高速并联机械手集成优化设计方法,包括刚体动力学建模与动力尺度综合,弹性动力学建模与动态优化设计,运动规律优选等,并结合一台物理原型样机开发,开展相关试验研究,验证所提出设计理论与方法的正确性和有效性。全文取得如下创造性成果: 在集成优化设计流程方面,提出一套按动态尺度综合、动态优化设计和最优轨迹规划分层递阶格式实现多个变量的集成优化设计方法,可同时保证系统的运动学、刚体动力学和弹性动力学性能。在动力尺度综合方面,建立机械手运动学和刚体动力学模型,提出一种兼顾运动学和刚体动力学特性的动力尺度综合方法,并在动力学评价指标、性能约束两方面形成特色: (1)动力评价指标。构造具有简约格式的混合动力学模型,定义了作用在单支链驱动关节上惯性项和速度项负载力矩的动力学评价指标,具有形式简洁,物理意义明确,可完整地揭示机构产生奇异位形的条件的特点。 (2)性能约束。基于运动学雅可比及其逆矩阵,定义了两类空间传动角,具有几何意义直观,物理意义明...
【英文摘要】	This dissertation presents a comprehensive package for integrated parameter design of a 3-DOF translational parallel manipulator, including dimensional synthesis using dynamic performance indices, dynamic formulation and design of multiple flexible-body systems, motion law selections, and experimental verification on a prototype machine. The following contributions have been made. A hierarchical structure for integrated parameter design in terms of dynamic dimensional synthesis, dynamic design and selec...
【更新日期】	2012-03-30

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