是,基面和运动件上的 3 个转动副都共面相交,这种形式机构的运动平台在运动学及动力学上有较好的对称性;第三种如图 1-11 所示,此并联机构的运动平台的三转动副轴线仍共面汇交,但固定件的角台转化为一个垂直的杆件, 3 个输入杆的机架共轴;图 1-12 这种机构是一种具有运动解耦性质的三自由度球面并联机构?120 [3]。图 1-9 经典三自由度球面并联机构图 1-10 匀布三自由度球面并联机构图 1-11 竖直输入的三自由度球面图 1-12 解耦三自由度球面并联机构并联机构图 1.3 课题主要研究内容结合实际工作,本论文主要进行了以下几方面的研究工作。 1、三自由度球面并联机构的机构设计根据颈关节的运动特点选择了 3-RRR 类型的三自由度球面并联机构作为实现机构。通过对决定 3-RRR 三自由度球面并联机构特性的 4 个角度参数的分析,选择出符合设计要求情况下的最符合颈部关节运动特性的数值。在设计中根据颈关节的生理特点,并将传动机构垂直放置,大大减小了径向尺寸,使得整个机构尺寸和人体颈部尺寸相近。 2、三自由度球面并联机构运动学的研究运动学分析过程主要利用空哈尔滨理工大学学士学位论文 6 间机构学里的球面解析理论,通过建立不同的球面多边形环路方程,从而得出方程组;并利用半角公式和辅助(主要利用连杆以及α角)方程最后得出解。并根据雅克比矩阵判断了可能发生奇异的位置。 3、三自由度球面并联机构控制系统的研究这部分主要构建控制系统,主要包括硬件系统的构成和控制软件的编写。其中为了控制上人机接口友好重新设置了面向控制的坐标系,并推导了面向颈关节控制的坐标变换。 4、三自由度球面并联机构仿真及实验研究在机械设计的过程中,建立了 1:的 PRO/E 模型。并在随后的设计过程中,利用所建 PRO/E 模型来进行了运动学和动力学仿真。从而通过仿真为设计提供了依据和验证了前期所完成的设计。
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