1、——查鯊叁堂!妻堂笪笙苧?！疚拿芮薪Y合開發(fā)新一代數控加工設備的需要，以機器人機構學、優(yōu)化設計理論和虛擬樣機設計技術為工具，系統(tǒng)地研究了一類帶有導向裝置的并聯機構的概念設計、運動學分析與尺度綜合、剛體動力學建模以及靜剛度預估方法，1取得了如F創(chuàng)造性成果：口從自由度分析入手，系統(tǒng)研究了一類具有導向裝置的并聯機構的組成原理，從驅動形式、運動副組合、及自由度約束出發(fā)綜合出一類具有實用價值的新構型?？谝詭в袑蜓b置的3PTs(RRP)并聯

2、機構為特定研究對象，引入一組動歐拉角描述動平臺的姿態(tài)，并針對該類機構動平臺位置可控而姿態(tài)從動的特點，建立了動平臺線速度、角速度以及加速度問的對應關系，為這類機構的運動學與動力學分析奠定了基礎。口建立了速度、承載力和靜剛度映射模型，構造出基于雅可比矩陣條件數的全域操作性能評價指標和尺度綜合模型，并將機構尺度綜合問題歸結為一類一維尋優(yōu)問題?？诓捎锰摴υ斫⒘?一PTs、(RRP)并聯機構的逆動力學模型。針對系統(tǒng)慣性耦合的特點，利用奇異值和

3、二次型理論提出一種估算折算到關節(jié)空間慣性負載，進而確定伺服電機參數的方法?？谔岢鲆环N整機靜剛度預估方法。該方法將原機構分為若干個子系統(tǒng)，在建立各自靜剛度模型的基礎上，借助線性疊加原理建立了整機木端剛度的解析模型。利用奇異值分解理論導出了各彈性構件的靜柔度影響系數，并詳細討論了鉸鏈、軸承和支鏈等零部件對末端剛度的影響規(guī)律。在此基礎上，提出在滿足給定剛度約束F以支鏈和導向桿質量最小為目標的靜剛度設計方法，進而為樣機的詳細設計提供了理論依據。

4、口本文研究成果初步形成了3PTs(RRP)并聯機構的運動學和動力學設計理論體系，并對類似并聯機構的相關研究提供了有益的借鑒。、關鍵詞：并聯機床，并聯機器人操作機，型數綜合，動力學，靜剛度盔鯊叁堂墮：!：生堡苧一一——第一章緒論11課題的研究意義近年來，為了提高對生產環(huán)境的適應性，滿足快速多變的市場需求，全球機床制造業(yè)都在積極探索和研制新型多功能的制造裝備與系統(tǒng)。在此期間，以電主軸和直線電機的應用為特征的高速加工進一步向縱深發(fā)展，五軸聯動

5、加工在市場上占據了更大的份額，數控加工快速走向了提高機床生產率的網絡化。而其中在結構技術上的突破性進展當屬九十年代問世的并聯機床。并聯機床實質上是機器人技術與機床結構技術結合的產物，其原型是并聯機器人操作機。在1994年芝加哥國際機床博覽會上(IMTs。94)，美國Giddings&Lewis公司和英國Geodetjc公司首次展出了稱為“變異型”(、，ARfAx)和“六足蟲”(Hexapods)的數控機床和加工中心，被業(yè)界稱譽為“機床結

6、構的重大革命”。并聯機床允許以模塊化的構造方法實現，采用相似的驅動元件以及通用部件可顯著降低制造成本、提高成組性。因此并聯機床很可能成為適應靈活多變生產環(huán)境的新一代高速、高柔性、商經濟性的數控加工裝備。以此為開端，國際學術界和工程界對研究與開發(fā)并聯機床紛紛投入大量的人力物力，相繼推出結構多樣的產品化樣機。然而，時至今日，這兩家聞名的丌路先鋒在展出一次或兩次后便銷聲匿跡。其原因在于，以stewan平臺為原型的六自由度純并聯機床在理論和實踐

7、上有一系列難題在短期內難以解決，這包括：口工作空間中運動學性能指標差異大。在并聯機構的研究中通常采用基于雅可比矩陣條件數構成的靈活度指標評價并聯機床速度傳遞特性和剛度特性。純六自由度并聯機床工作空間中的靈活度變化很大，這種差異影響到驅動伺服系統(tǒng)的閉環(huán)特性，會出現例如滯后、分辨率低等問題；口運動學正解求解困難。并聯機構的運動學逆解相對簡單，而運動學』下解的研究具有相當難度、不存在唯一解，且目前所得到的模型求解效率低。這使得對運動進行閉環(huán)控