2T1R并联机构的运动学及工作空间分析

针对并联机构兼具误差小、精度高的特点,提出一种含1条冗余支链的新型2T1R双层并联机构。首先,构建坐标系,基于螺旋理论对机构的自由度进行分析,得出该机构具有3个自由度的结论,其中一条支链为冗余支链。其次,根据机构的运动特性,建立机构的运动学正解和逆解模型。通过具体的数值算例得出运动学正解模型的变化曲线和逆解的数值结果。将理论计算结果与ADAMS仿真结果进行对比分析,验证了所构建运动学模型的正确性。最后,进行机构的工作空间分析,得到动平台Ⅱ能显著扩大z向的工作空间和姿态角大小。该研究为机构的构型设计及实际应用提供理论依据。     

一种含复合球副5自由度并联机构运动学分析

设计了一种新型含复合球副5自由度并联机构,分析了机构的特点和自由度。建立了该机构的位置解析模型。利用观察法判断部分驱动分支中存在的约束力/矩,基于约束力/矩推导了含复合球副5自由度并联机构的Jacobian矩阵和Hessian矩阵,建立了含复合球副5自由度并联机构的运动学模型。利用先进CAD软件,对机构的位置解析模型和运动学模型进行了验证。基于含复合球副5自由度并联机构的位置解析模型得到了机构工作空间的形状及大小。利用该机构Jacobian矩阵,对含复合球副5自由度并联机构的奇异性进行了分析。     

一种平面3支链2自由度并联机器人设计及工作空间分析

以传统的基于自由度公式的构型综合法为基础，构型综合出一类操作末端可以作纯平动的平面3支链2自由度的并联机构，且针对其中一种并联机构进行分析与研究。利用设计空间理论对其机构尺寸无量纲化并构建出了设计空间模型；运用闭环矢量法求解其运动学正反解，并以数值算例验证其正确性；使用解析法与数值法结合讨论了该机构的理论工作空间的形状和面积；基于设计空间模型，探究了该机构的尺寸参数与其工作空间之间的关系，并绘制出理论工作空间面积图谱，该性能图谱有助于分析、优化和设计并联机构以满足其预期的应用需求。     

一种新型的4自由度4PPaRR并联机构的分析与参数优化研究

提出一种新型4自由度4PPaRR并联机构。采用方位特征集理论对4PPaRR并联机构进行机构的拓扑特性分析,验证了机构的自由度以及运动性质,分析了该机构的运动学逆解,并通过数值法求解机构的工作空间,然后定义一个转动性能指标来分析机构的转动能力,最后,基于蝗虫优化算法(GOA)对机构结构尺寸进行尺度优化。研究结果表明,4PPaRR并联机构的具有较大的工作空间且较好的转动能力。优化结果为后期样机研制、轨迹规划提供了理论依据。     

新型六自由度微动并联机构的工作空间分析

在实现天文光学镜面毫米级行程位姿调整和微纳米级精密定位中,基于全柔性铰链的新型3SPS+3(SP-U)六自由度并联机构的工作空间主要由柔性铰链相对较小的回转空间所定义。分析了3SPS+3(SP-U)并联机构运动自由度及其部分自由度解耦特性,并根据实物样机的几何参数建立了其运动学逆解模型。在此基础上,基于柔性铰链回转空间及支链行程范围,采用搜索法分析了其工作空间,并采用激光跟踪仪对样机的工作空间进行了实测。理论计算和实测结果验证了该机构动平台中心点的平动位移空间可达±3 mm,转角空间可达±1°,确保了其在应用中具有足够的工作范围,达到了设计目标。     

一种新型3自由度并联运动模拟器的设计与分析

提出了一种新型两转一移3自由度并联运动模拟器,该运动模拟器能够完成升降、侧倾、俯仰3种运动,可以用来模拟飞行器、船舶、驾驶场景或应用在动感座椅等其他民用娱乐设备上.基于螺旋理论,分析了该机构的自由度,求解了该并联机构的运动学正反解;对工作空间和奇异位形进行了分析;利用SolidWorks和Recurdyn联合仿真,建立虚拟样机模型,验证了该机构是一个完全对称的空间3自由度并联机构,自由度与螺旋理论运动分析一致,对运动性能进行仿真分析,经验证满足设计指标,为后期样机的加工、控制奠定了基础.     

空间8R髋关节康复并联机构的运动学分析

提出了一种二自由度空间8R并联机构用于人体髋关节康复.建立空间8R并联机构模型,运用螺旋理论对机构的初始位形及一般位形进行分析;采用D-H法建立空间8R并联机构的几何模型和运动学方程,得出了机构的运动学方程;运用Adams软件和理论计算共同验证了空间8R并联机构运动学方程的正确性,得出了机构在不同运动下,一个周期内的角...     

一种圆柱面平移和一转动并联机构的设计与分析

基于方位特征集（POC集）的并联机构拓扑设计理论与方法,设计了一种新型3自由度（DOF）的具有圆柱面平移和一转动（2T1R）的并联机构,并且对该机构进行了拓扑特性分析。主要包括：方位特征集、自由度和耦合度计算;对机构进行运动学分析,求解机构位置的正逆解,并对该机构进行了数值验证;基于机构位置的正逆解方程,分析了机构的工作空间及转动能力。为该机构后续的尺度优化、误差分析及动力学分析奠定了基础。     

基于Matalb的纯平动3-UPU并联机构正运动位置解及工作空间分析

采用空间机构螺旋原理,分析了3-UPU并联机构的构型和纯平动特性。给出了连续型多项式代数拓扑法,构建3-UPU并联机构的正运动位置解的非线性方程组,并对方程组进行计算。该方法无需给定值就能有效逼近并联机构非线性方程组的解,且可解决方程组求解时出现的分叉和散度问题,对超越问题的解析具有重要的参考意义。基于Matlab/Simmechanics构建3-UPU并联机构PID控制模型并分析其工作空间,验证并联机构构型设计中螺旋理论应用的准确性。该方法对求解多自由度并联机构运动学问题有切实可行的借鉴意义。     

凸轮控制的三自由度并联机械手的设计与分析

基于并联机构理论设计了一种凸轮控制的单动力输入三自由度并联机械手,对其进行运动学研究,完成了该机械手的自由度分析、求得运动学正逆解。在此基础上,完成了凸轮的参数化设计。最后用Pro/E进行运动学仿真,验证了设计的正确性,为机械手的速度、加速度模型的建立,工作空间以及奇异性分析提供理论依据。