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一种三并联万向腕关节的理论研究的开题报告

1.研究背景

万向腕关节广泛应用于机器人领域，其主要功能为实现机械臂末端

的任意方向运动。传统的万向腕关节结构较为复杂，制造难度大，且运

动精度不高。因此，近年来人们提出了一种三并联万向腕关节的结构，

具有结构简单、力矩大、精度高等优点，在机器人领域应用前景广阔。

2.研究目的和意义

本研究旨在探究三并联万向腕关节的运动学和动力学特性，为其在

机器人领域中的应用提供理论支持和技术指导。具体研究目标包括：

（1）建立三并联万向腕关节的模型，并对其运动学特性进行分析和

研究。

（2）分析三并联万向腕关节的动力学特性，推导其动力学方程。

（3）优化三并联万向腕关节的结构参数，提高其运动精度和运动速

度。

（4）对三并联万向腕关节的控制算法进行研究，实现机械臂末端的

任意方向运动。

3.研究方法和技术路线

本研究将采用理论研究和仿真模拟相结合的方法，具体技术路线包

括：

（1）基于数学模型，建立三并联万向腕关节的运动学和动力学模型。

（2）利用仿真软件对三并联万向腕关节的运动进行仿真模拟，验证

理论模型的准确性。

（3）通过对结构参数的优化设计，提高三并联万向腕关节的运动精

度和速度。

（4）结合控制算法，实现机械臂末端的任意方向运动。

4.预期成果和创新点

本研究预期达到以下成果：

（1）建立了三并联万向腕关节的运动学和动力学模型，深入分析其

特点。

（2）优化了三并联万向腕关节的结构参数，提高了其运动精度和速

度。

（3）探究了三并联万向腕关节的控制算法，实现了机械臂末端的任

意方向运动。

本研究的创新点主要体现在：

（1）提出了一种新型的结构简单、力矩大、精度高的三并联万向腕

关节。

（2）通过研究三并联万向腕关节的动力学特性，实现了机械臂末端

的任意方向运动。

（3）对三并联万向腕关节的优化设计，提高了其运动精度和速度，

扩大了其应用范围。