機(jī)械原理9清華

1、精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所 第第9 9章章 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)9.1 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用用9.2 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析9.3 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.1 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用 開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈中末端構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)與閉式運(yùn)動(dòng)開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈中末端構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)與閉式運(yùn)動(dòng)鏈中任何構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)相比，更為任意和復(fù)鏈中任何構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)相比，更為任意和復(fù)雜多樣。雜多樣。9.1.1 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈要成為有確定運(yùn)動(dòng)的開(kāi)式

2、運(yùn)動(dòng)鏈要成為有確定運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，常要更多的原動(dòng)機(jī)。機(jī)構(gòu)，常要更多的原動(dòng)機(jī)。精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.1.1 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)機(jī)器人與傳統(tǒng)自動(dòng)機(jī)的區(qū)別機(jī)器人與傳統(tǒng)自動(dòng)機(jī)的區(qū)別:機(jī)器人：機(jī)器人：1.機(jī)器人的操作稱為柔性自動(dòng)化。機(jī)器人的操作稱為柔性自動(dòng)化。2.機(jī)器人是一種靈活的、萬(wàn)能的、具有多目的用途的自動(dòng)化系機(jī)器人是一種靈活的、萬(wàn)能的、具有多目的用途的自動(dòng)化系統(tǒng)。易于調(diào)整來(lái)完成各種不同的勞動(dòng)作業(yè)和智能動(dòng)作統(tǒng)。易于調(diào)整來(lái)完成各種不同的勞動(dòng)作業(yè)和智能動(dòng)作,其中包其中包括在變化之中及沒(méi)有事先說(shuō)明的情況下的作業(yè)。括在變化之中及沒(méi)有事先說(shuō)明的情況下的

3、作業(yè)。傳統(tǒng)自動(dòng)機(jī)：傳統(tǒng)自動(dòng)機(jī)：1.傳統(tǒng)自動(dòng)機(jī)的操作稱為固定自動(dòng)化。傳統(tǒng)自動(dòng)機(jī)的操作稱為固定自動(dòng)化。2.由連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等所組成的傳統(tǒng)自動(dòng)機(jī)用于完成單一由連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等所組成的傳統(tǒng)自動(dòng)機(jī)用于完成單一的重復(fù)的作業(yè)。的重復(fù)的作業(yè)。精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.1.2 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的應(yīng)用開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 利用開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈的特點(diǎn)，結(jié)合伺服控制和計(jì)算機(jī)的使用，利用開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈的特點(diǎn)，結(jié)合伺服控制和計(jì)算機(jī)的使用，開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)在各種機(jī)器人和機(jī)械手中得到了廣泛的應(yīng)用。開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)在各種機(jī)器人和機(jī)械手中得到了廣泛的應(yīng)用。鉚接機(jī)器人鉚接機(jī)器人 本田公司機(jī)器人本田公司機(jī)器人多操

4、作器協(xié)調(diào)工作多操作器協(xié)調(diào)工作 精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.2 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析9. 2. 1 操作器的組成操作器的組成 操作器是機(jī)器人的執(zhí)行系統(tǒng)操作器是機(jī)器人的執(zhí)行系統(tǒng)，是機(jī)器人握持工具或工件，完成各，是機(jī)器人握持工具或工件，完成各種運(yùn)動(dòng)和操作任務(wù)的機(jī)械部分。種運(yùn)動(dòng)和操作任務(wù)的機(jī)械部分。 本節(jié)以機(jī)器人操作器為例，本節(jié)以機(jī)器人操作器為例，介紹開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)介紹開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)組成：機(jī)身、臂部、腕部和手組成：機(jī)身、臂部、腕部和手部（末端執(zhí)行器）等。部（末端執(zhí)行器）等。精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所

5、設(shè)計(jì)工程研究所 操作器的白由度：操作器的白由度：等于操作器中各運(yùn)動(dòng)部件等于操作器中各運(yùn)動(dòng)部件自由度的總和，自由度的總和，f = f i 。 在確定操作器所有構(gòu)件的位置時(shí)所必須給定在確定操作器所有構(gòu)件的位置時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目。的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目。9.2.2操作器的自由度操作器的自由度 操作器的主運(yùn)動(dòng)鏈通常是一個(gè)裝在固操作器的主運(yùn)動(dòng)鏈通常是一個(gè)裝在固定機(jī)架上的開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈。定機(jī)架上的開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈。操作器中的運(yùn)動(dòng)副僅包含單白由度的運(yùn)操作器中的運(yùn)動(dòng)副僅包含單白由度的運(yùn)動(dòng)副動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和移動(dòng)關(guān)節(jié)。轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和移動(dòng)關(guān)節(jié)。 操作器臂部的運(yùn)動(dòng)稱為操作器的主運(yùn)動(dòng)，操作器臂部的運(yùn)動(dòng)稱為操作器的主運(yùn)動(dòng)，臂

6、部各關(guān)節(jié)稱為操作器的基本關(guān)節(jié)。臂部各關(guān)節(jié)稱為操作器的基本關(guān)節(jié)。精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.2.2操作器的自由度操作器的自由度1. 臂部自由度組合臂部自由度組合直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.2.2操作器的自由度操作器的自由度1. 臂部自由度組合臂部自由度組合直線及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（直線及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（1）直線及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（直線及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（2）精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.2.2 操作器的自由度操作器的自由度結(jié)論：結(jié)論：為了使操作器手部能夠達(dá)到空間任一指定位置

7、，通用為了使操作器手部能夠達(dá)到空間任一指定位置，通用的空間機(jī)器人操作器臂部應(yīng)至少具有的空間機(jī)器人操作器臂部應(yīng)至少具有3個(gè)自由度。個(gè)自由度。 為了使操作器手部能夠達(dá)到平面任一指定位置，通用的為了使操作器手部能夠達(dá)到平面任一指定位置，通用的平面機(jī)器人操作器得臂部應(yīng)至少具有平面機(jī)器人操作器得臂部應(yīng)至少具有2個(gè)自由度。個(gè)自由度。精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.2.3 操作器的自由度操作器的自由度腕部自由度：用來(lái)調(diào)整手部在空間的狀態(tài)腕部自由度：用來(lái)調(diào)整手部在空間的狀態(tài)為了使手爪在平面中能取得任意要求的姿態(tài)，在通用的為了使手爪在平面中能取得任意要求的姿態(tài)，在通用的平面

8、機(jī)器人操作器中，其腕部應(yīng)至少有個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。平面機(jī)器人操作器中，其腕部應(yīng)至少有個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。手部運(yùn)動(dòng)的自由度一般不計(jì)入操作器的自由度數(shù)目中。手部運(yùn)動(dòng)的自由度一般不計(jì)入操作器的自由度數(shù)目中。 為了使手爪在空間能取得任意要求的為了使手爪在空間能取得任意要求的姿態(tài)，在通用的空間機(jī)器人操作器中姿態(tài)，在通用的空間機(jī)器人操作器中其腕部應(yīng)至少有其腕部應(yīng)至少有3個(gè)自由度。一般情個(gè)自由度。一般情況下，這況下，這3個(gè)關(guān)節(jié)為軸線互相垂直的個(gè)關(guān)節(jié)為軸線互相垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.2.2 操作器的自由度操作器的自由度結(jié)論：結(jié)論：通用的空間機(jī)器人操作器的

9、自由度大于等于通用的空間機(jī)器人操作器的自由度大于等于6（位置（位置3個(gè)、姿態(tài)個(gè)、姿態(tài)3個(gè)），其中轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)大于等于個(gè)），其中轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)大于等于3。僅用移動(dòng)關(guān)節(jié)不可能建立通用的空間或平面機(jī)器人。僅用移動(dòng)關(guān)節(jié)不可能建立通用的空間或平面機(jī)器人。通用的平面機(jī)器人操作器的自由度大于等于通用的平面機(jī)器人操作器的自由度大于等于3（位置（位置2個(gè)、姿態(tài)個(gè)、姿態(tài)1個(gè)），其中轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)大于等于個(gè)），其中轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)大于等于1。精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.2.2操作器的自由度操作器的自由度冗余自由度：冗余自由度：操作器自由度數(shù)大于操作器自由度數(shù)大于6時(shí)，手爪可繞過(guò)障時(shí)，手爪可繞過(guò)障礙

10、到達(dá)一定的位置礙到達(dá)一定的位置精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所特點(diǎn)：特點(diǎn)：三個(gè)基本關(guān)節(jié)均為移動(dòng)關(guān)節(jié)。三個(gè)基本關(guān)節(jié)均為移動(dòng)關(guān)節(jié)。運(yùn)動(dòng)圖形：長(zhǎng)方體運(yùn)動(dòng)圖形：長(zhǎng)方體占據(jù)空間大，相應(yīng)的工作范圍小占據(jù)空間大，相應(yīng)的工作范圍小優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)直觀性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)直觀性強(qiáng)，便于實(shí)現(xiàn)高精度。便于實(shí)現(xiàn)高精度。9.2.3 操作器的結(jié)構(gòu)分類操作器的結(jié)構(gòu)分類1. 直角坐標(biāo)型（又稱直移型）直角坐標(biāo)型（又稱直移型）精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所三個(gè)基本關(guān)節(jié)：移動(dòng)關(guān)節(jié)三個(gè)基本關(guān)節(jié)：移動(dòng)關(guān)節(jié)2個(gè)，轉(zhuǎn)個(gè)，轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)個(gè)動(dòng)關(guān)節(jié)個(gè)運(yùn)動(dòng)圖形：空心圓柱運(yùn)

11、動(dòng)圖形：空心圓柱優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)直觀性強(qiáng)，占據(jù)空間較優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)直觀性強(qiáng)，占據(jù)空間較小，結(jié)構(gòu)緊湊，工作范圈大。小，結(jié)構(gòu)緊湊，工作范圈大。缺點(diǎn)：受升降機(jī)構(gòu)的限制，一般不缺點(diǎn)：受升降機(jī)構(gòu)的限制，一般不能提升地面或較低位置的工件。能提升地面或較低位置的工件。9.2.3 操作器的結(jié)構(gòu)分類操作器的結(jié)構(gòu)分類2. 圓柱坐標(biāo)型（又稱回轉(zhuǎn)型）圓柱坐標(biāo)型（又稱回轉(zhuǎn)型）精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所 三個(gè)基本關(guān)節(jié)：移動(dòng)關(guān)節(jié)個(gè)，轉(zhuǎn)三個(gè)基本關(guān)節(jié)：移動(dòng)關(guān)節(jié)個(gè)，轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)動(dòng)關(guān)節(jié)2個(gè)。個(gè)。運(yùn)動(dòng)圖形：空心球體運(yùn)動(dòng)圖形：空心球體優(yōu)點(diǎn)：由于其具有俯仰白由度，能優(yōu)點(diǎn)：由于其具有俯仰白由度，能完成從地面提取工

12、件的任務(wù)，工作完成從地面提取工件的任務(wù)，工作范圍擴(kuò)大了。范圍擴(kuò)大了。缺點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)直現(xiàn)性差，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜缺點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)直現(xiàn)性差，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，臂端的位置誤差會(huì)隨臂的伸長(zhǎng)而，臂端的位置誤差會(huì)隨臂的伸長(zhǎng)而放大。放大。9.2.3 操作器的結(jié)構(gòu)分類操作器的結(jié)構(gòu)分類3.球坐標(biāo)型（又稱俯仰型）球坐標(biāo)型（又稱俯仰型）精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所三個(gè)基本關(guān)節(jié)為轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)三個(gè)基本關(guān)節(jié)為轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)圖形：球體運(yùn)動(dòng)圖形：球體優(yōu)點(diǎn)：占據(jù)空間小，工作范圍大，優(yōu)點(diǎn)：占據(jù)空間小，工作范圍大，可繞過(guò)障礙物提取和運(yùn)送工件?？衫@過(guò)障礙物提取和運(yùn)送工件。缺點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)直觀性差，驅(qū)動(dòng)控制比缺點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)直觀性差，驅(qū)動(dòng)

13、控制比較復(fù)雜。較復(fù)雜。9.2.3 操作器的結(jié)構(gòu)分類操作器的結(jié)構(gòu)分類4. 關(guān)節(jié)型（又稱屈伸型）關(guān)節(jié)型（又稱屈伸型）精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.3 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)9.3.1 研究的主要問(wèn)題研究的主要問(wèn)題正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題工作空間工作空間精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所 給定操作器的一給定操作器的一組關(guān)節(jié)參數(shù)，確定其末組關(guān)節(jié)參數(shù)，確定其末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)。9.3.1 研究的主要問(wèn)題研究的主要問(wèn)題1）正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題）正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題可獲得一組唯一

14、確定的解?？色@得一組唯一確定的解。精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所給出末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)，給出末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)，求關(guān)節(jié)參數(shù)。求關(guān)節(jié)參數(shù)。 9.3.1 研究的主要問(wèn)題研究的主要問(wèn)題2）反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題）反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題 對(duì)于工作所要求的末端對(duì)于工作所要求的末端執(zhí)行器的一個(gè)給定位置和姿態(tài)，執(zhí)行器的一個(gè)給定位置和姿態(tài)，確定一組關(guān)節(jié)參數(shù)，使末端執(zhí)行確定一組關(guān)節(jié)參數(shù)，使末端執(zhí)行器達(dá)到給定的位置和姿態(tài)。器達(dá)到給定的位置和姿態(tài)。解的存在性解的存在性?多重解？多重解？精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所 在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中其在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程

15、中其操作器臂端所能達(dá)到的全部點(diǎn)操作器臂端所能達(dá)到的全部點(diǎn)所構(gòu)成的空間，其形狀和大小所構(gòu)成的空間，其形狀和大小反映了一個(gè)機(jī)器人的工作能力反映了一個(gè)機(jī)器人的工作能力。9.3.1 研究的主要問(wèn)題研究的主要問(wèn)題3）工作空間）工作空間可達(dá)到的工作空間可達(dá)到的工作空間：機(jī)器人末：機(jī)器人末端執(zhí)行器至少可在一個(gè)方位上端執(zhí)行器至少可在一個(gè)方位上能達(dá)到的空間范圍。能達(dá)到的空間范圍。靈活的工作空間靈活的工作空間：機(jī)器人末端執(zhí)行器在所有方位均能達(dá)：機(jī)器人末端執(zhí)行器在所有方位均能達(dá)到的空間范圍。到的空間范圍。精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所已知關(guān)節(jié)參數(shù)，求解位置和姿態(tài)坐標(biāo)。已知關(guān)節(jié)參數(shù)

16、，求解位置和姿態(tài)坐標(biāo)。9.3.2 平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器1）正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題）正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題（1）位移分析）位移分析)()(2121121211bbsinlsinlcoslcoslyx姿態(tài)角：姿態(tài)角：21 精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.3.2 平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器1）正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題）正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題（2）速度分析）速度分析 21212122121211121221212111bj)cos(l)cos(lcosl)sin(l)sin(lsinlyxb 2121yyxxj雅可比矩陣：雅可比矩陣：精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密

17、儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.3.2 平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器2）反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題）反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題已知各位置和速度參數(shù)，求關(guān)節(jié)已知各位置和速度參數(shù)，求關(guān)節(jié)參數(shù)。參數(shù)。 （1）位移分析）位移分析2122212b2b2l2lllyxcos 1,1 2cos222cos1sin 222cossinarctan 精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.3.2 平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器器2）反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題）反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題（1）位移分析）位移分析 ”取“取“”取“取“00221 bbxyarctan 18002b2b122

18、212b2byx2lllyxarccos 精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.3.2 平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器2）反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題）反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題（2）速度分析）速度分析 bb121yxj )sin(lsinl)cos(lcosl)sin(l)cos(lj1j21211212112122121221sinllj 當(dāng)當(dāng) 或或 時(shí)，時(shí)， ， 不存在，此位置稱為操作器的奇異位置。不存在，此位置稱為操作器的奇異位置。 021800j1j精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.3.2 平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器平面兩連桿關(guān)節(jié)型

19、操作器3）工作空間：）工作空間： 可達(dá)到的工作空間可達(dá)到的工作空間 靈活的工作空間靈活的工作空間)l(lyxll212b2b21 精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.3.3 平面三連桿關(guān)節(jié)型操作平面三連桿關(guān)節(jié)型操作器器1）正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題）正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題（1）位移分析）位移分析321321321211321321211)sin()sin(sin)cos()cos(cosllllllyxcc給定給定確定確定31321 , , , , ,lll2 ,y ,ccx精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.3.3 平面三連桿關(guān)節(jié)型操作平面三連桿關(guān)節(jié)型操作器器1）正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題）正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題（2）速度分析）速度分析321jyxcc321321321yyyxxxj精密儀器與機(jī)械學(xué)系精密儀器與機(jī)械學(xué)系 設(shè)計(jì)工程研究所設(shè)計(jì)工程研究所9.3.3 平面三連桿關(guān)節(jié)型操作器平面三連桿關(guān)節(jié)型操作器2）反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題）反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題（1）位移分析）位移分析給定給定確定確定31 , , 2 ,y ,ccx思路思路：將三連桿問(wèn)題轉(zhuǎn)：將三連桿