含柔顺关节的空间单自由度常力机构的研究

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1、硕士学位论文含柔顺关节的空间单自由度常力机构的研究SPATIALCONSTANT-FORCEMECHANISMOFSINGLEDEGREEOFFREEDOMWITHCOMPLIANTJOINTS舒淦哈尔滨工业大学2016年7月国内图书分类号：TH122学校代码：10213国际图书分类号：621.7密级：公开工学硕士学位论文含柔顺关节的空间单自由度常力机构的研究硕士研究生：舒淦导师：杨晓钧副教授申请学位：工学硕士学科：机械电子工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH122U.D.C:621.

2、7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSPATIALCONSTANT-FORCEMECHANISMOFSINGLEDEGREEOFFREEDOMWITHCOMPLIANTJOINTSCandidate：ShuGanSupervisor：AssociateProf.YangXiaojunAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeinEngineeringSpecialty：MechatronicEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchool

3、DateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着精密技术的发展，在某些任务场合，工业机器人或者机床在对精密部件抓取、加工或者打磨抛光时往往需要末端执行器与外部环境接触时接触力保持常值。而基于传感器的力的控制，在实际工业应用中难以精确的实现，这是由于设备振动、外部环境的恶劣以及传感器技术的限制，力传感器采集到的信号比较杂乱，很难准确地将期望的力信号分离出来。这时对于空间柔顺常力机构的研究就变得十分有意义。本文对空间RSSP机构的位形进行详细的

4、分析，然后基于此进行优化，得到各个位形下空间柔顺常力机构的结构参数，并且提出实现机构末端力调整的设计方案。另外，本文进行了一组空间常力手爪的设计，并进行实验验证了优化数据的有效性。空间柔顺RSSP机构的位形分析是后续研究的基础。本文介绍了分析空间柔顺机构的常用方法，即伪刚体模型法，引进RSSP机构的基本空间位形，无量纲化其结构参数，并分析RSSP机构的正逆运动学。选择了合适的空间柔顺RSSP构型，并对其一般初始位形进行分析，得出一般位形下各个结构参数的表达式，并求出其计算铰链变形量的表达式。一般初始位形下的优化结构参数是指导空间柔顺常力机构实际工程设计最重要的指

5、标。为了得到这些参数，本文基于柔顺RSSP机构的位形分析，采用虚功原理进行静力分析得到末端反应力与机构各个无量纲化参数之间的关系。本文采用合适的方法建立起能够表征末端反应力波动的目标函数，并采用多目标函数的方法添加复杂约束条件，从而使用粒子群优化算法得到各个初始位形下的优化结构参数。在优化过程中，对位形一的构型和位形