word文檔-東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院-閱讀頁
2025-07-10 19:44本頁面
【正文】 般需要六個(gè)獨(dú)立參數(shù)，而DH矩陣中僅涉及四個(gè)獨(dú)立參數(shù)，這是由于DH坐標(biāo)系特定選取的結(jié)果。 將DH矩陣寫成分塊形式即其中為代表空間旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的正交矩陣，它反映了相對于的姿態(tài)，其第3列分別是坐標(biāo)軸、在中的單位矢量表示；表示由點(diǎn)至平移運(yùn)動(dòng)的三維列矢量，即。上式說明上述兩次螺旋運(yùn)動(dòng)也等效于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與平移運(yùn)動(dòng)的合成，即是兩次螺旋運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與平移運(yùn)動(dòng)之合成的矩陣表示。 空間連桿機(jī)構(gòu)研究的基本問題 基于理論研究與工程應(yīng)用的需要，空間連桿機(jī)構(gòu)的研究主要涉及如下基本問題： 1) 空間連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)學(xué) 研究組成空間連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副類型與數(shù)目和構(gòu)件類型與數(shù)目以及他們之間的聯(lián)接關(guān)系，以揭示其結(jié)構(gòu)組成規(guī)律以及與運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)特性之間的內(nèi)在聯(lián)系和發(fā)明新機(jī)構(gòu)的基本思路。 3) 動(dòng)力學(xué)分析和機(jī)構(gòu)的平衡 前者研究如何建立機(jī)構(gòu)作用力與運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間關(guān)系的動(dòng)力學(xué)方程和求解算法，如由機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和工作阻力求解輸入力矩和運(yùn)動(dòng)副反力及其變化規(guī)律，或由輸入力矩和工作阻力求解機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律；后者研究如何通過合理調(diào)整構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的分布，使整個(gè)機(jī)構(gòu)的慣性力系達(dá)到平衡或接近平衡。至于其他問題的研究，可參考有關(guān)空間連桿機(jī)構(gòu)的專門著作。由式()可得相鄰兩坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換矩陣為若末桿3上任一點(diǎn)在各坐標(biāo)系中的位置矢量分別為，則有式中為0坐標(biāo)系與3坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換矩陣。由末桿上工作點(diǎn)的位置坐標(biāo)求各運(yùn)動(dòng)副位移的過程稱為機(jī)構(gòu)的位置逆解。顯然該機(jī)構(gòu)的位置逆解有兩組。 將位置正解方程對時(shí)間求導(dǎo)數(shù)，即可進(jìn)行該機(jī)構(gòu)的速度、加速度分析。在各構(gòu)件上建立DH坐標(biāo)系，其中n坐標(biāo)系與0坐標(biāo)系重合，則末桿n上一點(diǎn)在此兩坐標(biāo)系中的位置矢量相同，即。由上式可列出12個(gè)三角方程式，但由于中的左上子矩陣為正交陣，含6個(gè)正交條件，因此12個(gè)三角方程式中最多只有6個(gè)是獨(dú)立的。 對于含有球面副的的單環(huán)閉鏈空間連桿機(jī)構(gòu)，由于不便利用DH矩陣來建立封閉型矩陣方程式，因此常需與其他方法結(jié)合使用。 ，構(gòu)件1相對于機(jī)架0的轉(zhuǎn)角為輸入角，構(gòu)件3相對于機(jī)架0的轉(zhuǎn)角為輸出角。這樣原機(jī)構(gòu)變?yōu)閮H有機(jī)架分別與連架桿3所組成的兩條開鏈，于是可用這兩條開鏈來求解?！碧柋砻鳎航o定主動(dòng)件一個(gè)位置，從動(dòng)件有兩個(gè)可能位置，需按要求的機(jī)構(gòu)簡圖位置和運(yùn)動(dòng)連續(xù)性選擇。 (3) 單環(huán)閉鏈空間連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 空間連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題與平面連桿機(jī)構(gòu)類似，例如對于單環(huán)閉鏈空間連桿機(jī)構(gòu)，常要求其實(shí)現(xiàn)剛體導(dǎo)引、函數(shù)生成或軌跡生成；而對于開鏈機(jī)器人機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，通常是以其執(zhí)行構(gòu)件具有較大的作業(yè)空間為設(shè)計(jì)要求。 該機(jī)構(gòu)可供設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)有7個(gè)，即及，因此最多可實(shí)現(xiàn)兩連架桿七組對應(yīng)位置。例如，預(yù)定、及四個(gè)參數(shù)，求。 若給定更多組兩連架桿對應(yīng)位置，其設(shè)計(jì)方法與上述類似
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