三自由度并联机器人机构设计开题报告
开 题 报 告毕业设计（论文）题目三自由度并联机器人机构设计题目类型工程设计（项目）论文类作品设计类其他一、 选题简介、意义传统的教师活动中心管理方式，积累量大，易出错，在教师活动中心开放方面，教师很难查看教师活动中心的空闲时段，管理员也很难为教师预备实验条件。在选择实验课方面，总是以班级或者专业为单位进行排课，使得教学缺乏自主化，人性化，而且往往会师生之间相互不了解而产生的盲目教学等情况，影响教师、老师的积极性，从而影响实验教学的效果。所以，需要开发一套开放教师活动中心实验预约系统来代替传统的管理方法。开放教师活动中心预约系统包含管理员放课子系统，老师排课子系统，教师选课子系统三块。在放课子系统中，管理员根据该学期的实际需要发放本学期的实验项目批次，同时管理员可以统计所有实验项目批次的选课情况。在排课子系统中，老师根据管理员发放的实验项目批次，确定实验的时间、地点、容纳人数等基本信息，同时老师可以查看自己排课情况。在选课子系统中，教师根据自己的实际情况和老师排课的基本情况来选择自己的实验项目批次，同时教师可以查询老师的信息，课程的信息和自己的课表。系统采用B/S架构，符合操作简单，界面友好，灵活，实用，安全的要求，能够完成开放教师活动中心预约管理的全过程。系统的最大特点就是打破了传统意义上的教师活动中心管理方式，使得教师、老师在整个教学过程中更加自主，不断提高了两者的积极性，同时也提高了教与学的质量，提高了实验教学管理的效率。二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）1. 课题研究及主要研究内容三自由度并联机器人是一种多变量和本质非线性的复杂系统，其运动学及 动力学分析是并联机器人的机构设计以及液压驱动系统设计的前提。本文首先 采用坐标变换和求导的方法对三自由度并联机器人运动学进行了分析；然后不 考虑折页、液压缸的质量和惯量，基于牛顿-欧拉法建立了系统的单刚体动力学模型；本文还在运动学分析和动力学分析的基础上设计了系统的动力机构，并给出了系统动力机构在基本工况下的负载匹配曲线； 三自由度并联机器人另外一个重要的研究方向是三自由度并联机器人控制 策略的研究，控制系统将直接决定系统最终达到的性能指标。本文首先推导了 对称阀控制非对称缸的传递函数数学表达式；然后设计了简单的PID调节控制 器，对控制系统的特性进行了初步分析。为了在建造实物样机之前验证分析的可行性，本文应用 ADAMS 建立了实物的虚拟样机模型，并将其与 Matlab/simulink 仿真软件联合对运动学、动力 学和控制系统的可行性进行了联合仿真验证，该方法能较真实模拟实际的三自由度并联机器人，结果表明本文所做的运动学分析、动力学分析以及控制系统的分析是可行的。从而为研制用于实际试验的坦克炮塔及火控系统试验台提供了必要的设计依据。 2. 预期目标三自由度并联机器人另外一个重要的研究方向是三自由度并联机器人控制 策略的研究，控制系统将直接决定系统最终达到的性能指标。本文首先推导了 对称阀控制非对称缸的传递函数数学表达式；然后设计了简单的PID调节控制 器，对控制系统的特性进行了初步分析。为了在建造实物样机之前验证分析的可行性，本文应用 ADAMS 建立了实物的虚拟样机模型，并将其与 Matlab/simulink 仿真软件联合对运动学、动力 学和控制系统的可行性进行了联合仿真验证，该方法能较真实模拟实际的三自由度并联机器人，结果表明本文所做的运动学分析、动力学分析以及控制系统的分析是可行的。3.研究方法、措施本文首先采用坐标变换和求导的方法对三自由度并联机器人运动学进行了分析；然后不 考虑折页、液压缸的质量和惯量，基于牛顿-欧拉法建立了系统的单刚体动力学模型；本文还在运动学分析和动力学分析的基础上设计了系统的动力机构，并给出了系统动力机构在基本工况下的负载匹配曲线； 二、 设计（论文）体系、结构（大纲）第1章 绪论41.1 课题来源及研究目的和意义41.2 国内外研究现状及发展趋势41.2.1 并联机器人的发展与应用41.2.2 并联机器人国内外研究概况61.2.3 三自由度并联机器人国内外研究状况71.3 本论文的主要研究内容8第2章 三自由度并联机器人运动学分析92.1 并联机器人机构介绍92.2 并联机器人运动学分析92.2.1 坐标系的建立92.2.2 运动学反解102.3 并联机器人运动学联合仿真验证102.3.1 并联机器人 ADAMS 运动学模型的建立102.3.2 运动学联合仿真验证112.4 并联机器人运动学仿真分析122.4.1 侧倾运动时运动学仿真分析12第3章 三自由度并联机器人动力学分析133.1 系统动力学模型的建立133.1.2 系统的牛顿方程133.2 并联机器人动力学联合仿真验证133.2.1 并联机器人 ADAMS 动力学模型的建立143.2.2 动力学联合仿真验证143.3 系统动力机构设计143.3.1 系统动力机构的设计条件153.3.2 系统动力机构的具体设计15第4章 三自由度并联机器人的控制策略164.1 液压驱动系统的建模164.1.1 伺服阀的流量方程164.2 并联机器人控制系统的联合仿真分析16结论18参考文献20致谢23指导教师意见：签字： 2019年3月2日 院（系）审批意见：签章：2019年3月5日2
