1、1 题 目：六自由度并联机器人重力平衡机构的设计 英文题目：Six degree of freedom parallel robot gravitational equilibrium mechanism 2 目 录 题 目：六自由度并联机器人重力平衡机构的设计 1 致 谢. 4 中文内容摘要 5 Abstract 6 第一章 绪论. 7 第一节 并联机器人的概况 . 7 第二节 研究对象概况 . 8 第三节 重力平衡机构简介 . 9 一. 重物配重平衡. 9 二液气压平衡 9 三制动器锁紧. 9 第四节 部分重力平衡结构 10 第五节 本章小结 13 第二章 重力平衡机构的设计分析. 14
2、第一节 重心动态寻找机构 . 14 第二节 平衡力上端随动机构 16 第三节 导轨介绍 18 第四节 卸荷原理与卸荷导轨简介 20 一卸荷原理简介 20 二导轨卸荷的简介 20 第五节 XY 双轨道结构. 22 一XY 双导轨整体介绍 . 22 二XY 导轨的设计 . 23 第六节 R结构的设计 25 一R结构的介绍. 25 二R细节设计. 26 第七节 结构设计 29 第八节 本章小结 30 第三章 选材与校核 31 第一节 SolidWorks Simulation 和有限元简介. 31 3 一SolidWorks Simulation. 31 二有限元分析概述 31 第二节 半圆形轨道受
3、力分析 33 第三节 上半部分随动机构受力分析 36 第四节 三个方案的综合比较 40 第四章 总结 42 第一节 展望 42 第二节 经验和教训 42 参考文献. 43 4 致 谢 在近一个学期的本科毕业论文的学习和研究中， 我得到了王建平老师和师兄 师姐们的悉心指导，让我得到了极大的鼓励和帮助，使我对日后的工作和学习有 了新的认识。在此我对所有帮助过我的人表达真诚的谢意，祝愿他们一起顺利， 阖家幸福。 借此机会，感谢大学四年来培育我的母校中科大，感谢为我们上课和提供指 导的老师和助教。感谢陪我一起走过大学四年美好时光的同学们。 5 中文内容摘要 并联机构，可以定义为动平台和定平台通过至少两
4、个独立的运动链相连接， 机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。 本文研究 的并联机器人由六个支撑杆完成上平台六自由度的自由运动。 上平台在最初状态 下，与水平面成 45的倾斜角，并且可以完成45的运动范围。在上平台近 于竖直的时候，重力与支撑杆夹角近于 90，使支撑杆变形，影响并联机器人 的精度和使用寿命 因此需要设计重力平衡机构，对上平台上载荷进行平衡，改善支撑杆受力状 况。本文从上下两个部分对平衡机构进行设计，下半部分是上平台整体的重心寻 找机构，上半部分是平面内二维随动机构的设计。 下半部分的设计： 使用半圆拱形轨道与半圆导轨末端的自由转动， 构成球面， 根据球面
5、的特性，当牵引力的作用点在球面，它总是保持与重力平衡，从而达到 可以自定重心作用线的作用。 上半部分的设计：上端牵引力的作用点是可以不断运动的，它的作用点集合 是球面在水平面的投影，即上端作用点可以在一个水平面内自由移动，而达成平 面内自由运动，可以采取很多方案，本文平面作用点随动主要采取三个方案的研 究：XY 双导轨结构，r极坐标结构，双摆杆结构。 关键词：6 自由度 并联机器人 重力平衡 随动机构 6 Abstract Parallel mechanism, can be defined as the movable platform and the fixed platform thro
6、ugh at least two independent movement of the chain is connected, mechanism has two or more than two degrees of freedom, and in parallel to drive a closed loop mechanism. This paper studies the parallel robot is composed of six supporting rod finish on the platform with six degrees of freedom freedom of movement. On the platform in the initial state, and the horizontal plane form an angle of 45 degrees tilt angle, and can complete the 45 , range of motion. On a platform
