《Gough-Stewart平臺的分析與優化設計》是根據作者10余年積累的文獻資料,以及在攻讀博士學位期間所作研究的基礎上編寫而成的。
《Gough-Stewart平臺的分析與優化設計》首先簡單介紹Gough - Stewart平臺的歷史以及應用領域,然后進行運動學和動力學建模分析、固有頻率的求解、奇異性的分析、性能指標的比較以及結構參數的優化。
《Gough-Stewart平臺的分析與優化設計》可供高等學校的教師、學生和研究生,企業的工程技術人員,以及關注Gough-Stewart平臺的各界人士閱讀。
Gough-Stewart平臺屬于典型的六自由度并聯機器人,由于其剛度大、承載能力強、精度高,被廣泛地用作汽車運動模擬器、坦克運動模擬器、艦船運動模擬器、飛行模擬器等運動模擬平臺,也被用作并聯機床、定位裝置等。Gough-Stewart平臺用作運動模擬平臺,這是并聯機器人廣泛成功應用的領域。
國內外很多學者對Gough-Stewart平臺進行了研究。現在國內越來越多的科技工作者進入了Gough-Stewart平臺這個領域。但Gough-Stewart平臺屬于空間閉環機構,它的分析方法與傳統的機械分析方法不一樣,也與串聯機器人分析方法不一樣。關于Gough-Stewart平臺的文章很多,但對于一個想進入這一領域的新人來說,要花費很長的時間從浩瀚的文獻資料中才能找到所需要的知識。
筆者于2006-2009年攻讀碩士研究生期間,就開始接觸Gough-Stewart平臺的知識,但當時只是很簡單的了解。筆者2009年下半年進入哈爾濱工業大學電液伺服仿真及試驗系統研究所攻讀博士學位,師從哈爾濱工業大學電液伺服仿真及試驗系統研究所所長——力學環境模擬設備方面的專家韓俊偉教授。哈爾濱工業大學電液伺服仿真及試驗系統研究所研制了國內第一臺空中對接機構綜合試驗臺運動模擬器,并已經為國內外等多個工程領域的用戶提供了幾十臺Gough-Stewart平臺產品。在研究所已有項目和知識積累的基礎上,在研究所和機電工程學院多位老師和師兄弟們的幫助下,筆者對Gough-Stewart平臺的分析和優化設計進行了研究。2014年筆者博士畢業參與工作后,也在不斷地關注Gough-Stewart平臺分析和優化設計等方面的文章。
本書是根據筆者10余年積累的文獻資料,以及在攻讀博士學位期間研究的基礎上編寫而成的。本書首先簡單介紹Gough-Stewart平臺的歷史以及應用領域,然后進行運動學和動力學建模分析、固有頻率的求解、奇異性的分析、性能指標的比較以及結構參數的優化。希望對剛進入這一領域的讀者提供一些幫助。
第1章 緒論
1.1 Gough-Stewart平臺的提出
1.2 Gough-Stewart平臺的結構形式
1.3 Gough-Stewart的應用
1.4 本書內容
參考文獻
第2章 6-UPS型Gough-Stewart平臺簡化運動學與動力學反解分析
2.1 運動學反解分析
2.2 動力學反解分析
2.3 仿真分析與驗證
2.4 補充說明
參考文獻
第3章 6-UCU型Gough-Stewart平臺完整運動學與動力學反解分析
3.1 引言
3.2 系統描述
3.3 完整運動學反解分析
3.4 完整動力學反解分析
3.5 模型驗證
3.6 兩種動力學模型的對比分析
3.7 本章 小結
參考文獻
第4章 Gough-Stewart平臺的位置正解與固有頻率求解
4.1 位置正解
4.2 固有頻率求解
參考文獻
第5章 6-UCU型Gough-Stewart平臺的奇異性分析與檢測
5.1 引言
5.2 奇異性分析
5.3 奇異性檢測
5.4 奇異性檢測實例分析
5.5 補充說明
參考文獻
第6章 非冗余并聯機器人奇異性分析與檢測的一種工程方法
6.1 引言
6.2 奇異性分析
6.3 奇異性檢測
6.4 實例分析
6.5 補充說明
參考文獻
第7章 Gough-Stewart平臺的性能指標函數
7.1 引言
7.2 常用性能指標函數介紹
7.3 新建性能指標函數
7.4 本章 小結
參考文獻
第8章 六自由度運動模擬平臺結構參數優化
8.1 引言
8.2 性能指標函數選擇
8.3 多目標進化算法NSGA-Ⅱ
8.4 結構參數優化