一种5轴混联铣床运动学的矢量法分析

介绍一种由3自由度并联机构和2自由度串联机构组成的5轴混联铣床.采用矢量分析的方法,引入单位矩阵和四元素向量对运动学分析中的高阶转换矩阵进行降阶处理,实现机构输入参数与机构独立运动参数之间的矩阵转化,解决了机构运动参数耦合的问题;详细推导出铣床的并联部分驱动输入速度、加速度与机构动平台输出速度、加速度之间的数学关系,借助于运动学仿真分析软件验证了算法的正确性.该算法对于具有运动参数耦合的并联机构或混联机构的运动学分析、动力学分析以及机构的运动控制具有一定的参考价值.     

一种新型并联机床的精度建模与误差分析

以一种新型并联机床为对象，提出了一种精度建模方法。将精度建模的问题转化对应的“虚拟机构”的运动分析问题，建立了主进给机构的驱动误差、结构误差及球铰间隙误差与刀尖参考点位姿误差之间的关系式，利用空间矢量链模型推出了并联机床系统位姿误差与主进给机构安装误差、立柱尺寸误差及工作台运动误差间关系的综合表达式，为该新型并联机床的精度补偿提供了理论基础。最后给出了误差分析的数值实例。     

面向XYZ-3RPS混联机床的后置处理算法

针对现有的后置处理系统无法直接生成混联机床数控指令的问题,以XYZ-3RPS混联机床为模型,研究适合该加工装置的后置处理算法.对混联机床的结构以及后置处理过程进行分析,提出后置处理的关键算法:包括工件坐标系下刀位数据的双直线插补算法,机床坐标系下刀位数据的逆解算法以及混联装置的干涉检查算法,对不满足条件的刀位点进行相应的处理,实现将刀位数据文件转化为混联机床的驱动文件.叶片和球面加工实例验证了算法正确性和有效性.     

单目序列的刚体目标位姿测量

针对单目相机不具备构建合作目标的情况及其对平面上运动目标位姿测量的应用需求,提出一种基于目标轮廓的运动目标位姿自动解算方法.该方法以目标三维几何模型和相机参数作为先验信息,利用OpenGL生成位于不同位姿的运动目标模拟图像,通过模拟图像与实拍图像之间的关系进行位姿的求解.首先由离散位姿集合的模拟图像得到运动目标轮廓集合,由实拍图像运动目标轮廓与离散位姿轮廓集合中轮廓间的关系确定运动目标的初始位姿.然后构建初始位姿下模拟图像的目标轮廓与实拍图像目标轮廓间的距离代价函数,采用非线性优化算法迭代求解运动目标的精确位姿.实验结果表明,提出的方法可以有效地测量运动目标的位姿,且当图像中纹理复杂、受阴影影响时仍能取得较好的测量结果.     

基于位姿分离的机械臂解析求逆优化算法

针对6R机械臂逆向运动学求解过程复杂繁琐、求解精度不理想的问题,提出一种基于位姿分离的解析求逆优化算法.利用改进型D-H参数法建立机械臂的运动学模型,通过连杆变换矩阵推导出机械臂的正向运动学方程,利用位姿分离思想进行逆解优化算法设计,利用蒙特卡洛法分析机械臂的工作空间,运用Matlab Robotics工具箱验证改进算法的有效性.结果表明：该改进算法具有较高的求解精度,与现有解析优化算法相比,大幅度简化了求解过程,提高了运算效率.     

航天器交会对接位姿视觉测量迭代算法

针对航天器交会对接过程中利用单目视觉进行相对位姿参数确定问题,利利用由目标航天器上4个非共面设置的特征光标点和追踪航天器上单个CCD相机组成的交会对接航天器单目视觉测量系统,推导了交会对接航天器间相对位姿参数测量的迭代算法,将相对位姿参数求解问题转化为非线性优化问题,在目标航天器像平面空间内推导优化目标函数,利用Levenberg-Marquardt算法求解该非线性优化问题,并选择一解析算法以快速求解迭代初值,仿真结果表明算法的有效性和可靠性,能够满足交会对接航天器测量精度要求。     

神光-Ⅲ精密装校平台运动学分析

针对神光-Ⅲ激光装置光机模块装校需要,设计了一套具有6自由度精密调整功能的混联装校平台。运用解析法建立了模块位姿与各姿态调整机构位姿的映射关系,进而求得系统运动学逆解。利用运动学逆解结果,采用BP神经网络实现驱动位移到模块位姿的非线性映射,从而获得系统运动学正解。为提高运动学正解精度,提出采用"单一输出"细分子网络,使得正解精度提高了一个数量级。为进一步提高位置精度,提出了一种对神经网络进行改进的位置补偿算法,使得位置精度提高至10-3 mm级,满足工程应用要求。MATLAB仿真验证了该方法的可靠性,并可有效应用于求解一般混联机构的运动学正、逆解。     

基于自监督循环卷积神经网络的位姿估计方法

针对基于监督学习的视觉里程计需要数据集提供真实的位姿数据,但实际上符合条件的样本数量又较少的问题,提出了一种基于自监督循环卷积神经网络的位姿估计方法.该方法以图像序列为输入,首先通过卷积神经网络提取与运动相关的特征,然后使用卷积长短期记忆网络进行时序建模,建立多帧之间的运动约束,最后输出六自由度的位姿.该模型使用了一种基于对极几何的损失函数以自监督学习方式优化网络参数.将模型在KITTI数据集上进行实验,并与其他4种算法进行对比.结果表明,该方法在位姿估计准确性上优于其他单目算法,并且具有不错的泛化能力.     

一种五自由度混联机器人运动学分析

为了使工业机器人的位姿改变更加快速、灵巧,对一种五自由度混联机器人进行了结构分析．建立D-H坐标系求得末端执行器的位姿矩阵,提出一种基于PAUL逆变换法的串联机器人逆运动学封闭解的求解分析方法,求得该机器人的运动学逆解．计算机仿真结果验证了该算法的快速性和有效性．运用包络理论确定局部关节联动所形成的工作空间包络面,论证了该机器人作业姿态的灵巧性．利用几何叠加方法规划出机器人灵巧工作空间,为结构设计和运动控制提供了依据．     

一种新型混联手术机器人的运动学分析

根据手术机器人手术操作空间和运动特性要求,提出一种具有冗余8自由度的新型混联手术机器人结构.该混联结构由SCARA(PRR)串联机构和一个2自由度并联转动机构相结合而成.通过建立机器人正向、逆向运动学数学模型,解决了该机器人逆运动学解析解的问题,得到了运动学特征方程;运用蒙特卡洛法求解出机器人的工作空间云点区域分布,得到了由随机点构成的手术工作空间.理论分析和实际仿真结果表明该机器人结构具有良好的运动特性,并满足实际手术动作的工作空间要求,为手术机器人的详细结构设计提供了可靠的理论依据.     

并联机床虚拟设计的理论方法

针对并联机床,从自由度数定理出发,确保了并联机床概念设计的可靠性;运用多体系统运动学理论,推导出并联机床运动学模型及加工空间与结构尺寸关系的模型,进而,通过并联机床相对运动约束方程,推导出并联机床刀具运动与驱动杆系参数的关系方程．这一整套研究思路,对指导并联机床的设计与控制,减小设计的盲目性提供了有力的理论依据．     

Tricept型并联机床曲面加工的刀轨规划

研究了Tricept型并联机床采用平底刀加工曲面时的刀轨规划问题. 首先简要地介绍了机床的结构组成,并对机床的逆运动学及其位姿作业空间进行了分析. 在此基础上,给出了刀具干涉检验及刀具位姿作业空间检验的有效算法. 借助于传统五坐标数控机床曲面加工的等残高刀轨路径生成方法,提出了适用于Tricept型并联机床的刀轨规划算法.     

基于Mat lab 对3 -TPT 并联机床的运动学仿真

介绍了一种新型3 -TPT 并联机床的机构组成与工作原理, 建立了3 -TPT 并联机床空间坐标系, 并在此基础上推导了该并联机床位置正反解方程, 针对并联机床正解复杂、存在多解的特点, 利用Matlab 软件对3 -TPT 并联机床位置正反解进行了部分解的仿真, 为推导和计算并联机床执行末端的速度、加速度以及作用力提供了基础。最后, 结合3 -TPT 并联机床位置正反解方程仿真出了该机床的最大作业空间, 并测得其体积为0.863 m3 。     

基于工作空间包络法的六杆并联机床结构尺寸设计

以6-SPS并联机床为例,对给定工作空间的并联六杆机床结构尺寸设计进行了分析与研究.以简化的球锥体工作空间为例,研究了六杆并联机床固定平台半径、运动平台半径、驱动杆杆长三者之间的关系,得出并联六杆机床结构尺寸设计的一些结论.     

一种新型五轴并串联机床的工作空间分析

针对6自由度Stewart型并联机床工作空间小的问题,提出一种新型5自由度并串联机床,该机床由一个2-TPR/2-TPS空间四自由度并联机构串联一个可转动的部件组成,具有空间三维移动和两维转动5个自由度.介绍了该机床的结构布局特点,用解析法推导了位置反解方程和输出参数间的解耦关系.采用数值分析的方法生成了该机床的工作空间,分析了结构参数的变化对工作空间的影响.分析的结果表明,该机床机床结构简单,其工作空间较Stewart型并联机床工作空间大,能够完成对具有空间复杂曲面的工件的加工.同时也为该机床的进一步设计和研究提供了理论依据.     

Dimensional tolerance allocation for new type of parallel machine tools

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｐｒｏｔｏｔｙｐｅｏｆａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｐａｒａｌｌｅｌｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｓｉｓａ 6 6Ｓｔｅｗａｒｔｐｌａｔｆｏｒｍｍｅｃｈａｎｉｓｍ .Ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅｔｒａ ｄｉｔｉｏｎａｌｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌ,ａｐａｒａｌｌｅｌｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｐｏｓｓｅｓｓｅｓｍａｎｙａｄｖａｎｔａｇｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ,ｈｉｇｈｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｒｉｇｉｄｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｍａｃｈｉｎｉｎｇｆｏｒｃｅ/ｔｏｒｑｕｅｃａｐａｃｉｔｙ ,ｅｔｃ …     

交叉杆型并联机床误差模型建立与分析

基于交叉杆型并联机床的并联机构特点,利用空间矢量法建立了几何误差的数学模型,由此得出了动平台中心点位姿误差与铰链点位置误差和驱动杆长度误差的关系表达式。并针对BJ-04-02(A)型交叉杆并联机床的初始位置误差进行了计算分析,所得结论对并联机床的性能评价有一定的指导意义。     

Research on postprocessing of seven-axis linkage parallel kinematics machine with complicated surfaces

The fixing platform and the moving platform of thePKM based on Stewart is linked by six driving bar ofchanged length through movementchain (huke chain orsphere chain). Tool fixed on moving platform can ma-chine all kinds of complicated surfaces by change …     

基于并联机构的加工机的工作空间仿真研究

介绍一种基于 6 PSS (P代表移动副 ,S代表球面副 )并联机构的并联加工机工作空间三维仿真新方法———数值分析法 .该法把对工作空间的研究转化成为对一系列剖面内边界点的研究 ,即在某一剖面内采用极坐标表示法 ,其极径上的最远点必满足某个约束条件 (如最大位移约束、最小位移约束或球铰副最大摆角约束 ) ,而这些约束条件中至少有一个不等式可以转化为等式 .用约束不等式转化为等式的方法分别求满足等式条件的极径值 .该仿真方法大大简化了工作空间的计算 .利用该方法对并联加工机工作空间的各个截面进行了分析 ,为该加工机的结构设计提供了理论依据     

Simulink环境下的一种非对称并联机床运动静力学仿真

对一种新型非对称并联机床的运动静力学进行了仿真分析。简要介绍了该新型并联机床的结构组成,并在三维软件环境中建立了其模拟机构;以Simulink环境提供的SimMechanics工具箱为基础,分别设计了该新型非对称并联机床的运动学和静力学仿真方案,并给出了仿真实例。结果表明Simulink环境下的运动静力学仿真与实际运动状态相吻合,在并联机床分析设计过程中具有重要意义。