一种新型混联码垛机器人的设计与分析

设计了一种以2-UPS/U并联构型为基础来实现码垛机器人大臂抬升和旋转两个自由度运动,在大臂上串联RPR/R构型实现小臂运动的新型混联码垛机器人。对2-UPS/U并联机构和RPR/R串联机构进行了机构模型的位置分析,并建立了混联码垛机器人的整体数学模型。通过MATLAB软件和SolidWorks软件进行了混联码垛机器人的虚拟仿真分析,验证了所设计的新型混联码垛机器人的结构的合理性。得出该新型混联码垛机器人非常适合应用在码垛场合的结论。     

3-SPS/S踝关节康复机构模糊自适应控制系统仿真

根据踝关节的结构特点以及当前对踝关节康复机构的研究,搭建了基于3-SPS/S的踝关节并联康复机构。针对3-SPS/S踝关节并联康复机构难以实现高精度及快速响应的问题,提出了一种基于模糊自适应PID控制的控制方法,提高控制系统的精度。首先利用SolidWorks将3-SPS/S踝关节并联康复机构三维模型转换为SimMechanics可视化机构模型;然后将模糊推理系统与传统PID相结合,完成模糊自适应PID控制器的设计;最后在Matlab的Simulink模块中进行仿真,并对传统PID控制和模糊自适应PID控制的仿真进行分析。仿真结果表明:模糊自适应PID控制能满足踝关节并联康复机构的设计要求,同时有效地提高了踝关节并联康复机构的控制精度和动态响应特性。     

四自由度混联天线机构运动特性分析

天线构型设计和运动特性分析是保障天线系统实现轨迹追踪任务的前提。基于3RSR并联机构构造3-R(RRR)R+R混联天线机构，并对混联天线机构结构进行描述，利用螺旋理论分析混联天线机构自由度数目和性质；用指数积公式表示混联天线机构各杆件位姿，建立混联天线机构运动学模型，得到混联天线机构各个杆件的速度螺旋矩阵；通过MATLAB软件仿真得到混联天线机构方位和俯仰运动轨迹，通过ADAMS软件仿真对理论求解得到的混联天线机构运动学参数进行验证。最后基于混联天线机构原理样机进行运动特性实验。     

混联式腕关节康复机构的运动学仿真及康复效果评估

针对腕关节损伤或功能性退化患者，基于（2-RPS/UPU）&R混联机构提出一种可穿戴式腕关节康复机器人。用SolidWorks进行三维建模，导入Adams中进行正逆运动学仿真，在整个仿真过程中，曲线光滑，没有突变点，说明该腕关节康复机器人稳定性好，安全性强。利用AnyBody提取康复训练时腕关节处肌肉相关力学的变化参数，并对康复效果进行评估，结果表明该机器人带动手腕做康复运动时，腕关节周围肌肉的活动度和收缩情况符合康复医学的相关规律，不会对肌肉造成二次伤害，满足受损腕关节的康复需求。     

2URR-SRR-RUPUR并联式腿部康复机器人机构设计与运动性能分析

基于腿部关节康复机理,提出了一种2URR-SRR-RUPUR 4自由度并联式腿部康复机器人,该机构能够实现踝关节的外展和内收运动、膝关节的屈伸运动、髋关节的内旋和外旋运动以及腿部的牵伸运动。基于螺旋理论分析了该机构在一般位型和初始位型下的约束螺旋系和自由度性质。建立了2URR-SRR-RUPUR并联机构的运动学模型,采用闭环矢量法求解机构的运动学逆解并分析了机构的速度雅可比矩阵,在此基础上,对机构的工作空间和奇异性进行研究,得到了机构的工作空间图和奇异位型。基于腿部关节康复运动路径对机构进行轨迹规划,将规划结果采用SolidWorks Motion软件进行运动仿真分析,仿真结果表明,机构运动连续平滑,适合腿部康复运动训练,具备良好的应用潜力。     

并联3-SPS/S踝关节康复机构及运动分析

针对现有踝关节康复机构的现状,提出一种3-SPS/S并联康复机构。介绍机构组成;计算自由度并建立了位置逆解方程。结合数值算例,应用MATLAB对逆解方程进行求解,并利用ADAMS对求解结果进行仿真验证。仿真结果表明,该机器人可通过改变支链移动输入量满足踝关节康复所需活动。     

(2-UPS+U)&R串并混联机构工作空间分析

提出了一种新型串并混联机器人,该机器人腿部采用了3自由度(2-UPS+U)R串并混联机构,具有工作空间灵活、能耗低、地形适应性强等特点。同时还对(2-UPS+U)R串并混联机构的自由度进行了分析计算,求解了该机构的工作空间,验证了该机构工作时的灵活性。     

基于单开链单元的3R2T混联机器人构型综合

通过分析少自由度串联机器人机构和并联机器人机构的构型特点,基于运动螺旋线性无关的原理,以单开链少自由度串联机构为单元,提出了一种系统有效的混联机器人构型综合的新方法和单并联、多并联混联机构的概念及表示方法。首先根据螺旋理论构造了单开链3R2T五自由度串联机构,其次将并联机构视为一个复合运动单元构型到串联机构中,替代串联机构中运动基相同且连续的若干运动单元,3R2T五自由度混联机器人构型,最后通过运动螺旋的线性组合来生成其它混联机构。     

面向踝关节康复混联R&(2-SPU+PRR)机构的设计及运动学分析

针对脑卒中患者的踝关节康复及训练,提出一种具有3R1T运动性能的脚踝康复机构。运用螺旋理论分析自由度,利用封闭矢量法求解位置逆解,运用Adams对混联机构进行了运动学分析;并计算了该机构在背伸、趾屈运动时最大转动角度误差值。结果表明,在限位装置的限制下,该机构可在踝关节安全运动范围之内完成患者所需康复运动及竖直方向的关节牵引运动。     

基于单开链单元的3T2R混联机器人构型综合

通过分析少自由度串联机器人机构和并联机器人机构的构型特点,基于运动螺旋线性无关的原理,以单开链少自由度串联机构为单元,提出了一种系统有效的混联机构构型综合的新方法和单并联、多并联混联机构的概念及表示方法。首先根据螺旋理论构造单开链3T2R五自由度串联机构,其次将并联机构视为一个复合运动单元构型到串联机构中,替代串联机构中运动基相同且连续的运动单元,从而获得3T2R五自由度混联机器人构型。最后通过运动螺旋的线性组合生成其他混联机构。