目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 少自由度并聯(lián)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀 4
1.2.1 四自由度并聯(lián)機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用 5
1.2.2 五自由度并聯(lián)機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用 8
1.3 擬人機(jī)械腿的研究現(xiàn)狀 9
1.4 5-DOF氣囊拋光機(jī)床的研究現(xiàn)狀 13
1.5 本書內(nèi)容安排 14
1.6 本章小結(jié) 15
參考文獻(xiàn) 15
第2章 擬人機(jī)械腿的運(yùn)動(dòng)性能分析 22
2.1 方案設(shè)計(jì) 22
2.1.1 設(shè)計(jì)思想 22
2.1.2 髖關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)原型 25
2.1.3 膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)原型 26
2.2 自由度分析 26
2.2.1 空間方位角的表示 26
2.2.2 空間機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式 27
2.3 位置分析 29
2.3.1 位置反解 29
2.3.2 位置正解 31
2.3.3 算例 33
2.4 工作空間分析 34
2.4.1 結(jié)構(gòu)約束分析 34
2.4.2 工作空間形狀分析 34
2.4.3 設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)工作空間的影響 38
2.5 運(yùn)動(dòng)學(xué)性能分析 39
2.5.1 雅可比矩陣的求解 40
2.5.2 雅可比矩陣分析 43
2.5.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 44
2.5.4 仿真分析 45
2.6 靜力學(xué)分析 47
2.6.1 靜力平衡方程 48
2.6.2 靜力學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 50
2.6.3 仿真分析 51
2.7 本章小結(jié) 53
參考文獻(xiàn) 54
第3章 擬人機(jī)械腿的動(dòng)力學(xué)分析 57
3.1 動(dòng)力學(xué)建模 57
3.1.1 運(yùn)動(dòng)影響系數(shù)概述 57
3.1.2 動(dòng)力學(xué)模型的建立 60
3.2 擬人機(jī)械腿伺服電機(jī)模型預(yù)估 69
3.2.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡述 69
3.2.2 伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速預(yù)估 69
3.2.3 電機(jī)轉(zhuǎn)速仿真 70
3.3 伺服電機(jī)轉(zhuǎn)矩預(yù)估 71
3.3.1 空間機(jī)構(gòu)靜力學(xué)基礎(chǔ) 71
3.3.2 伺服電機(jī)力矩預(yù)估模型 73
3.3.3 電機(jī)力矩仿真 74
3.4 控制器設(shè)計(jì) 75
3.4.1 迭代學(xué)習(xí)控制基礎(chǔ) 75
3.4.2 自適應(yīng)控制基礎(chǔ) 77
3.4.3 自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制理論分析 80
3.4.4 仿真 83
3.5 本章小結(jié) 85
參考文獻(xiàn) 86
第4章 擬人機(jī)械腿的全域性能分析 88
4.1 擬人機(jī)械腿的空間模型 88
4.1.1 擬人機(jī)械腿的模型簡化 88
4.1.2 擬人機(jī)械腿的空間模型分析 89
4.2 擬人機(jī)械腿的全域性能評(píng)價(jià) 92
4.2.1 擬人機(jī)械腿的全域性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 92
4.2.2 擬人機(jī)械腿的全域性能圖譜 93
4.3 擬人機(jī)械腿的參數(shù)優(yōu)化 96
4.3.1 基于遺傳算法的優(yōu)化方法 97
4.3.2 尺寸設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù) 97
4.3.3 遺傳算法的仿真計(jì)算 98
4.4 擬人機(jī)械腿的三維建模 100
4.4.1 膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu) 100
4.4.2 胡克鉸結(jié)構(gòu) 101
4.4.3 裝配體結(jié)構(gòu) 101
4.4.4 擬人機(jī)械腿的方案實(shí)現(xiàn) 102
4.5 本章小結(jié) 103
參考文獻(xiàn) 103
第5章 新型正交5-DOF 并聯(lián)氣囊拋光機(jī)床 105
5.1 新型正交5-DOF 并聯(lián)氣囊拋光機(jī)床布局特點(diǎn) 105
5.2 位置分析 107
5.2.1 位置反解 107
5.2.2 位置正解 109
5.2.3 算例 110
5.3 工作空間分析 111
5.3.1 結(jié)構(gòu)約束分析 111
5.3.2 工作空間形狀分析 111
5.3.3 設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)工作空間的影響 114
5.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)性能分析 115
5.4.1 雅可比矩陣的求解 115
5.4.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的定義及其分布 116
5.5 靜力學(xué)性能分析 118
5.5.1 力雅可比矩陣的求解 118
5.5.2 靜力學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的定義及其分布 119
5.6 本章小結(jié) 122
參考文獻(xiàn) 123
第6章 新型正交5-DOF 并聯(lián)氣囊拋光機(jī)床的方案設(shè)計(jì) 125
6.1 新型正交5-DOF 并聯(lián)氣囊拋光機(jī)床的空間模型及全域性能指標(biāo) 125
6.1.1 新型正交5-DOF 并聯(lián)氣囊拋光機(jī)床的空間模型 125
6.1.2 新型正交5-DOF 并聯(lián)氣囊拋光機(jī)床的全域運(yùn)動(dòng)學(xué)性能指標(biāo) 127
6.1.3 新型正交5-DOF 并聯(lián)氣囊拋光機(jī)床的全域力學(xué)性能指標(biāo) 127
6.1.4 新型正交5-DOF 并聯(lián)氣囊拋光機(jī)床的全域性能圖譜 128
6.2 新型正交5-DOF 并聯(lián)氣囊拋光機(jī)床的三維建模 129
6.2.1 新型正交5-DOF 并聯(lián)氣囊拋光機(jī)床結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇 129
6.2.2 新型正交5-DOF 并聯(lián)氣囊拋光機(jī)床的方案設(shè)計(jì) 130
6.3 本章小結(jié) 131
參考文獻(xiàn) 131
第7章 球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu) 133
7.1 球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置分析 133
7.1.1 球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)介紹 133
7.1.2 球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置反解 134
7.1.3 自由度變化奇異分析 136
7.2 球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間分析 139
7.2.1 工作空間分析 139
7.2.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化 141
7.3 球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)性能分析 145
7.3.1 速度傳遞性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 145
7.3.2 加速度傳遞性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 147
7.3.3 運(yùn)動(dòng)性能實(shí)例分析 148
7.4 球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模 149
7.4.1 廣義慣性力的計(jì)算 150
7.4.2 廣義外力的計(jì)算 155
7.4.3 動(dòng)力學(xué)模型的建立 155
7.4.4 動(dòng)力學(xué)實(shí)例分析 155
7.5 本章小結(jié) 158
參考文獻(xiàn) 159
第8章 總結(jié)與展望 162
8.1 總結(jié) 162
8.2 展望 164