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基于并联机构的换电机器人设计与分析
| 论文题名： | 基于并联机构的换电机器人设计与分析 |
| 关键词： | 并联机构;换电机器人;电动汽车 |
| 摘要： | 目前，随着汽车工业的高速发展，由于汽车尾气排放造成的环境污染问题以及传统石油资源的大量消耗而引发的能源问题日益严重。在环境、能源等问题面临严峻挑战的情况下，电动汽车以其环保、节能的特点，其前景被广泛看好。而随着电动汽车的发展，配套的为电动乘用车更换电池的换电机器人等设备得以发展。 本课题分析了如何将车载电池精确更换并且不造成对汽车的冲击，保证汽车安全这一换电机器人的面临的重要问题。电动汽车的电池一般位于汽车四轮之间的位置平行放置，但是由于汽车车胎胎压不同，车内载重不均等原因造成电池与地面呈微小角度。此时需要调整工作平台角度使其与电池平面平行，以保证平台在接触电池时不造成对汽车的冲击。 基于实际应用的需要，本文基于并联机构设计了一种新型的工作平台，能够精确调整工作平台在空间中的角度，以达到与车载电池平面平行对接的目的。该平台主体由三自由度并联机构3-PSS/S构成。可实现绕空间坐标系的三个转动自由度，能够实现对空间姿态的精确调整。3-P SS/S机构属于少自由度并联机构，能够实现绕固定坐标系三转动自由度。 本文首先对3-PSS/S并联机构正运动学，逆运动学进行了分析，包括机构位置正解，逆解以及基于速度雅可比矩阵的运动学模型。然后运用MATLAB软件对机器人工作空间进行了分析并优化以满足实际工程要求。同时，利用工作空间的分析结果以及对机构灵活度对3-PS S/S机构的尺度综合问题进行了分析以达到最优解，进而对机构尺寸参数对整机误差影响进行了探讨。在理论分析的基础上借助SO LIDWO RKS工具建立机构三维模型并研制样机，最后在样机的基础上对机构整机精度进行了分析，并利用了工作空间误差补偿的方法完成了误差补偿。 |
| 作者： | 杨昕澎 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 王昕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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