機構(gòu)解耦綜合理論模型與方法

第1章 緒論 1
1.1 概述 2
1.2 解耦構(gòu)型的研究意義 4
1.3 并聯(lián)機構(gòu)的解耦綜合 6
1.3.1 并聯(lián)機構(gòu)解耦的型綜合方法 6
1.3.2 并聯(lián)機構(gòu)解耦的設計方法 8
1.4 混聯(lián)機構(gòu)的解耦綜合 11
1.4.1 混聯(lián)機構(gòu)的構(gòu)型方式 11
1.4.2 混聯(lián)機構(gòu)的解耦方式 13
1.5 本書內(nèi)容15
1.6 本章小結(jié)16
參考文獻16

第2章 機構(gòu)解耦理論模型 23
2.1 引言 24
2.2 機構(gòu)的類型 24
2.3 機構(gòu)解耦的矩陣描述 26
2.3.1 Jordan 矩陣 26
2.3.2 機構(gòu)輸入-輸出數(shù)學描述 26
2.3.3 并聯(lián)機構(gòu)的解耦 27
2.3.4 混聯(lián)機構(gòu)解耦的矩陣表示 27
2.3.5 機構(gòu)解耦的分類 28
2.4 機構(gòu)解耦的微分描述 28
2.4.1 旋量、線矢量及偶量 28
2.4.2 Klein 型及互易旋量 29
2.4.3 旋量空間 30
2.4.4 機構(gòu)解耦的微分描述 31
2.4.5 解耦與正則流形 32
2.5 機構(gòu)解耦的統(tǒng)一映射模型 32
2.5.1 機構(gòu)運動空間與支鏈運動空間的相互關(guān)系 32
2.5.2 拓撲空間 33
2.5.3 機構(gòu)解耦的統(tǒng)一數(shù)學模型 34
2.6 本章小結(jié) 35
參考文獻 36

第3章 運動合成關(guān)系及支鏈的解耦綜合 37
3.1 引言 38
3.2 機構(gòu)運動合成規(guī)律 38
3.2.1 移動運動特征合成 39
3.2.2 轉(zhuǎn)動運動特征合成 39
3.3 運動軸線的遷移關(guān)系 41
3.3.1 平面轉(zhuǎn)動軸線的遷移 41
3.3.2 n (n ≥2)維轉(zhuǎn)動軸線的遷移 42
3.3.3 共點轉(zhuǎn)動特征軸線的遷移 43
3.4 支鏈的解耦 44
3.4.1 支鏈運動輸出特征的數(shù)學描述 44
3.4.2 解耦運動的特征 44
3.4.3 正則解耦運動 44
3.5 可實現(xiàn)解耦運動特征的幾類構(gòu)型結(jié)構(gòu) 45
3.5.1 具有正則解耦運動特征的支鏈 45
3.5.2 復雜鉸鏈 47
3.6 支鏈解耦綜合 52
3.6.1 正則解耦的拓撲結(jié)構(gòu)特征 52
3.6.2 形態(tài)學元素的定義 52
3.6.3 解耦支鏈的綜合 52
3.7 本章小結(jié) 56
參考文獻 57

第4章 基于李群及旋量理論并聯(lián)解耦機構(gòu)的型綜合 58
4.1 引言 59
4.2 并聯(lián)解耦機構(gòu)的型綜合 59
4.2.1 并聯(lián)解耦機構(gòu)的拓撲條件 59
4.2.2 基于旋量理論的型綜合方法 60
4.2.3 基于李群支鏈的綜合 61
4.2.4 并聯(lián)解耦機構(gòu)的型綜合 61
4.3 2T1R 并聯(lián)解耦機構(gòu)的型綜合 63
4.3.1 2T1R 并聯(lián)機構(gòu)的拓撲結(jié)構(gòu) 63
4.3.2 基于李群的支鏈綜合 63
4.3.3 基于旋量理論支鏈間的約束分析 65
4.3.4 基于旋量理論2T1R 并聯(lián)解耦機構(gòu)支鏈的選取 65
4.4 2T1R 并聯(lián)解耦機構(gòu)的型綜合 68
4.4.1 空間2T1R 并聯(lián)解耦機構(gòu)的型綜合 68
4.4.2 平面2T1R 并聯(lián)解耦機構(gòu)的型綜合 70
4.5 機構(gòu)的輸出特性分析 72
4.5.1 機構(gòu)的自由度分析 72
4.5.2 機構(gòu)的速度分析 72
4.5.3 運動特性的模擬驗證 74
4.6 本章小結(jié) 75
參考文獻 76

第5章 基于冗余約束并聯(lián)機構(gòu)解耦的型綜合 77
5.1 引言 78
5.2 冗余約束 78
5.3 冗余約束并聯(lián)機構(gòu)解耦的型綜合 80
5.3.1 并聯(lián)機構(gòu)解耦的數(shù)綜合 80
5.3.2 冗余約束并聯(lián)機構(gòu)解耦的型綜合 81
5.4 2R1T 并聯(lián)解耦機構(gòu)支鏈的綜合 83
5.4.1 2R1T 并聯(lián)機構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)綜合 83
5.4.2 支鏈活動度分析 83
5.4.3 機構(gòu)與支鏈的旋量分析 84
5.4.4 支鏈的綜合 85
5.5 2R1T 并聯(lián)解耦機構(gòu)的綜合 88
5.5.1 機構(gòu)綜合 88
5.5.2 型綜合實例 89
5.6 2R1T 并聯(lián)解耦機構(gòu)的輸出特性分析 89
5.6.1 自由度分析 89
5.6.2 輸出速度分析 90
5.6.3 輸出特性模擬驗證 91
5.7 本章小結(jié) 93
參考文獻 93

第6章 基于廣義基本運動鏈混聯(lián)機構(gòu)解耦的型綜合 95
6.1 引言 96
6.2 混聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型及廣義基本運動鏈 97
6.2.1 混聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型 97
6.2.2 廣義基本運動鏈 97
6.3 解耦運動特征 98
6.4 混聯(lián)機構(gòu)的解耦綜合 99
6.5 3T2R 混聯(lián)機構(gòu)的解耦綜合 100
6.5.1 廣義等效運動鏈運動特征的生成 101
6.5.2 3T2R 混聯(lián)機構(gòu)的綜合 102
6.5.3 3T2R 混聯(lián)解耦機構(gòu)的運動分析 102
6.5.4 機構(gòu)運動特性的模擬驗證105
6.6 3T2R 混聯(lián)解耦機構(gòu)的應用 107
6.7 本章小結(jié) 108
參考文獻 108

第7章 開鏈機構(gòu)的輸出精度的統(tǒng)一理論模型 110
7.1 引言 111
7.2 有限位移旋量矩陣及組合運算 111
7.2.1 有限位移旋量矩陣 111
7.2.2 有限位移旋量與矩陣的映射關(guān)系 112
7.2.3 有限位移旋量矩陣的組合運算 114
7.3 機構(gòu)輸出精度的誤差源分析114
7.3.1 鉸鏈間隙分析 115
7.3.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)的誤差分析 116
7.4 輸出誤差的統(tǒng)一模型 117
7.4.1 伴隨變換 117
7.4.2 開鏈機構(gòu)輸出模型 117
7.4.3 末端執(zhí)行器輸出精度分析 118
7.5 實例分析 119
7.5.1 模型分析 119
7.5.2 模擬結(jié)果及分析 121
7.6 本章小結(jié) 123
參考文獻 123