连杆式三自由度并联机构设计(附件)【字数：10866】
目 录
第一章 引言 1
1.1并联机器人的出现 1
1.2并联机器人的优点 1
1.3并联机器人的定义 1
1.43RPS机构 2
1.5设计简介与设计要求 2
1.6主要的研究方法和内容 3
第二章 平衡机的概念与作用机理 4
2.1对平衡机的要求 4
2.2平衡机的分类 4
2.3一种特别的平衡机 4
第三章 电动推杆的计算与校核 6
3.1电动推杆 6
3.2电动推杆主要技术指标 6
3.2.1性能指标 6
3.2.2环境适应性 7
3.2.3组成和功能要求 7
3.3总体技术设计 7
3.3.1结构组成 7
3.3.2工作原理 7
3.4主要部件的选型计算 7
3.4.1滚珠丝杠副 7
3.4.2电机选择 8
3.4.3增速器 9
3.5产品保证设计 9
3.5.1可靠性设计 9
3.5.2维修性设计 9
3.5.3安全性设计 10
第四章 三自由度并联机构的平行设计 11
4.1三自由度并联机构概念设计 11 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072#
4.2杆件的配置 11
4.2.1杆件设计 11
4.2.2储能弹簧伸缩套筒 12
4.3铰链的设计 13
4.4三自由度并联机构总体设计 13
第五章 平衡力的计算 15
5.1弹簧的选取 19
5.1.1计算弹簧钢丝直径 19
5.1.2计算簧圈直径 19
5.1.3计算弹簧圈数 19
5.2验算平衡力 20
第六章 运动学分析 21
6.1运动学理论分析的计算 21
6.2理论分析与结论 23
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 引言
1.1并联机器人的出现
早些时候关于并联机构的提出是在1928年，是由一位美国发明者制作出了一个类似并联机构的物体，主要用于视觉体验。虽然此并联机构结构简单，但是给后人开创了新辟，为并联机构的发展奠定了基础。随着时代发展，不少国内外学者对并联机构有着深刻的研究。随着多自由度并联机构研究的深入和成熟，少自由度并联机构引起了广大学者的关注。国内一些知名大学，如清华大学、天津大学、东北大学和燕山大学等高校，也正在开展并联机构方面的研究工作。并联机器人作用也大，比如用于航天、航空、航海、医疗等的未知领域探索使用；并联机构在装配大的物件、作为精密操作等领域有着广泛的应用。
1.2并联机器人的优点
虽然在第一个串联工业机器人建造之前人们就提出了并联工业机器人的机构，但是在此发展中，串联机构机器人占据了主导的位置。如今，并联机构在空间、工作平台上的有着很大的提升。并联机构相对于串联机构来说，具有以下的优点：
并联中的可动平台同时经由3根可沿各自轴向伸缩的连杆支撑，从而使整个系统的刚度较串联机构有所提高；
并联机构中运动部件的惯性质量小，刚度大，因而有望实现高速、高效率；
并联机构不易受空气波动、温度变化等因素的影响；
并联机构建模简单，且数据处理也容易；
并联机构中，各杆件间不存在误差积累和放大关系，容易实现高精度并联机构。
由上可以知道，并联机构能够对串联机构的应用局限进行恰当的补充，这对新一代并联机构的开发与研制奠定了基础，从而为拓宽并联机构的应用领域，促进了产品的多样化。
1.3并联机器人的定义
并联机器人机构是多自由度的机构，上下平台与并联机器人机构的两个或两个以上分支连杆相连，并联机器人是对并联机构是一个精确的定义。从不同的自由度的机制出发，执行器和自由度数不是唯一的。这样的并联多连杆的闭环机构都可叫并联机构。
1.43RPS机构
如图11所示，并联机构的3自由度并联机构分析是由三个链连接在一个共同的运动平台和一固定平台构成的，3自由度并联机构的旋转中心是侧链筒旋转轴的运动平台并连接于固定平台，而且移动副可以取代自由移动圆柱副，这样取代的结果使对应于RPS支链程度来决定，称这种3RPS并联机构作为一个并联机构平台。
源于军工的发展和火箭发射器的应用发展的需要，3RPS并联机器人被用于改良传统火箭发射器的平衡发射装置，改进了传统的火箭炮的射角，提高了传统火箭发射的精度问题，它的多自由度和便捷的数字控制方式是多年来火箭发射装置梦寐以求的。
由自由度的计算可知，该机构不仅能够完成机构的旋转，同时也可以进行升降操作。这一系列运动都可以通过驱动装置带动，经过三条RPS空间运动链的运动，从而促动上平台的各种运动姿势。
RPS旋转运动：3RPS并联机器人运动平台的运动旋转是由滑动丝杠传动驱动得，滑动丝杆传动滑块固定在丝杠上可以带动球面副的摆动，分别是X和Y侧的旋转。
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