6-UPS正交并联机构运动学分析与研究

针对风洞天平试验的复位机构具有精度高、承载刚度大的特点,设计一种新型的6-UPS正交并联复位机构,介绍了此机构的组成及其工作原理。为了验证机构设计的合理性,对机构进行运动学建模,推导出其位姿的正反解方程,得到了杆长和运动平台的运动关系。基于蒙特卡罗法对机构的工作空间进行仿真分析,为机构设计的空间运动范围提供理论依据。通过Adams仿真软件,实现了6-UPS正交并联机构的正解和逆解的仿真分析,对复位机构在运动过程中的正解和逆解进行了仿真验证。研究表明:运动学的理论求解具有正确性和可行性,对复位机构的设计与研究有重要的指导意义。     

薄壁高筋筒件的径向包络成形装备运动学分析

对径向包络成形装备的位置反解、奇异位形和工作空间等运动学进行分析。通过闭环矢量法建立六连杆三自由度并联机构的运动学模型,利用雅可比矩阵求解奇异位形,通过位置约束条件求解工作空间。揭示六连杆三自由度并联机构的运动学特性;建立驱动滑块位置和包络辊位姿之间的映射关系,得到驱动滑块的位移、速度和加速度表达式;得到并联机构的两种奇异位形;分析机构工作空间的影响因素和限制条件,求解了并联机构的工作空间。通过径向包络成形装备的运动学分析,表明了当前构型和运动参数的可行性,在运动平台转角γ最小时,并联机构可获得最大的移动工作空间。上述研究为径向包络成形装备运动控制提供了理论依据。     

一种新型运动冗余并联机构的运动学研究

针对传统3-RPR型非冗余平面并联机构运动过程中存在奇点,且需要较大驱动力矩无法实现平滑轨迹跟踪问题,提出了一种新型3-PRPR运动冗余并联机构。建立了新型并联机构的位置、速度和加速度模型,基于运动学模型进行了工作空间仿真分析,分别对不同末端执行器位置和大小、不同基圆半径对工作空间的影响进行了对比分析,并对工作空间运动轨迹进行了分析。仿真结果表明:末端执行器位置只影响定向工作空间,对可达工作空间无影响;定向工作空间和可达工作空间均与基圆半径成正比;末端执行器大小与定向工作空间成反比,与可达工作空间成正比。相同条件下,与传统3-RPR并联机构相比,所提出的新型并联机构工作空间明显增大,证明了该新型并联机构的有效性。     

用运动合成法实现钻尖的刃磨

将运动合成法用于钻尖刃磨的研究,在分析运动合成机理的过程中,建立了钻尖的位姿方程,应用运动插补实现钻尖的刃磨.该方法提高了钻尖刃磨的自动化程度,保证了刃磨质量.     

三自由度并联机构的设计与运动学分析

设计了一种应用于各类表面加工的三自由度并联机构,充分研究了三自由度并联机构在空间的运行机理,使机构加工时,能够合理设置加工参数。首先,对三自由度并联机构进行了位置正逆解分析,并通过举例计算验证了其正确性,为机构的控制提供了理论参考。然后,对其进行了运动空间求解,研究了三自由度并联机构的工作空间,得出工作空间分布特点。最后,通过ADAMS仿真了并联机构的运动过程,验证了其运动学性能,对其移动平台的位移、速度、加速度进行了详细分析,说明了设计的机构能适应速度变化要求高的场合。     

4 RRR冗余并联机构工作空间的SimMechanics求解

由于传统的工作空间分析方法局限于理论计算,而工作空间分析是机构设计及运动控制的基础,故采用了SimMechanics建立4-RRR冗余并联机构三维仿真实体运动学模型,对工作空间进行仿真研究;利用数值实例以驱动杆和从动杆的影响因子λ为条件采用运动仿真法编程得出了该机构的工作空间。结果表明:该机构的工作空间具有对称性且内部无空洞;当λ逐渐增大时,该机构的工作空间逐渐增大,当λ0.6时边界处的空洞增加,机构在边界的奇异位置点增多。与3-RRR并联机构的工作空间对比,机构的可达工作空间明显增大,这表明引入冗余是一种有效解决3-RRR并联机构的奇异位形多,增大其工作空间的方法。     

3-TPT并联机床工作空间的研究

机构的工作空间是衡量机床性能的重要指标以及进行机构设计、运动规划的重要数据.文章针对3-TPT并联机床,首先根据机构运动学正、反解,求出动平台参考点的运动范围表达式;然后通过考虑杆长和虎克铰对工作空间的影响,利用MATLAB软件及LabVIEW软件作出仿真.从仿真结果可以看出该并联机床的工作空间连续,没有空洞;在机构设计中,可以根据所得到的参数合理地选择工作空间.     

新型三平移2PPPa并联机构运动学分析与优化设计

以空间三平移并联机构作为研究对象,根据方位特征集设计理论和方法,设计一种运动解耦、结构对称、运动副简单、工作空间大的空间纯移动并联机器人机构,通过拓扑结构特性分析证明机构具有空间三维移动的运动特性,并建立运动学方程模型,推导得到运动学正逆解以及雅克比矩阵;在此基础上分析机构奇异性、操作空间、灵巧度等性能指标,以工作空间最大化的实际需求作为数学优化模型,选择萤火虫算法进行优化设计,通过优化后的结构参数尺寸进行算例分析。结果表明:优化后的工作空间性能得到显著改善,工作空间体积较优化前增加12%,优化后的参数为机构的应用设计和控制提供参考。     

一种气动肌肉机械手关节的机构设计与实现

设计以气动人工肌肉作为驱动器的机械手关节,分析由并联机构组成的机械手关节机构的运动学特性,同时对机械手的末端执行机构进行空间位置分析.通过并联机构的运动分析,得出气动人工肌肉收缩量和并联机构平台转动角度的数学关系,并进行了实验验证.根据实验结果,分析了气动肌肉机械手关节的运动学特性.     

基于ADAMS和MATLAB的3 PPR并联机构运动学分析与仿真

以3-PPR并联机构为研究对象,详细论述了该并联机构的结构形式,采用图解法对机构的工作情况进行了分析,运用欧拉角姿态旋转矩阵和矢量法对该并联机构的位置逆解进行求解。其次,又根据该并联机构本身结构的机械结构几何尺寸特点以及机构在运动过程中尺寸位置之间的关系,对该并联机构的运动学正解进行了求解。最后通过在ADAMS和MATLAB中对该并联机构运动学模型进行联合仿真,将求出的结果进行对比分析。     

一种6-TPS并联机构位置正解的快速解法

研究6-TPS并联机构的位置正向求解方法.建立了6-TPS并联机构的通用运动学模型,提出了一种位置正解的数值求解方法,推导了位置正解迭代格式,并利用MATLAB进行了6-TPS并联机构的位置正解数值仿真,结果表明求解程序稳定、快速、有效.     

一种3 PUPU并联机构的位置分析与动态仿真

针对串联机器人和3-PUU并联机器人机构的结构特点和运动学特性,提出了一种3-PUPU并联机器人机构。研究描述了该并联机器人机构的几何关系,其具有三条相同的支链,且每条支链均以两个移动副作为驱动副。以该机构的运动学位置理论分析为基础,利用SolidWorks建立了该机器人机构虚拟样机,并在ADAMS软件中对机构位置作动态仿真。仿真结果验证了该运动学正反解的正确性。     

超声波自动烫钻机送钻机械手运动学仿真分析

为了解决全自动超声波烫钻机机头送钻机械手存在振动大、冲击强、速度不可控、平稳性差的问题,优化设计一套基于曲柄摇块式自动送钻机械手机构。借助ADAMS软件对江门某公司研发的全自动超声波烫钻机的机头机械手进行了运动学建模、仿真分析,获得了位移、速度、加速度在各时间段内的变化情况,并对自动送钻机械手机构进行了分析,评估了该机构的合理性和可靠性。结果表明:该机械手可以在保证性能的前提下,控制速度、振动、冲击、平稳性在合理范围内变化,且变化随周期的增加,变得越来越理想,可以满足烫钻粘接的要求。     

基于ADAMS和Matlab/Simulink的6 UCU型Stewart并联机构联合仿真

针对Stewart并联机构,对其ADAMS和MATLAB/Simulink联合仿真进行理论剖析,并与其它设计方案进行比较,得出了联合仿真的优点。针对6-UCU型Stewart,分别用ADAMS运动学模型和ADAMS动力学模型与对称阀控制非对称缸的Simulink控制模型进行联合仿真,得出在关节空间控制中基于ADAMS动力学模型比基于ADAMS运动学模型仿真结果更优的结论。     

新型三平移并联机器人机构的光滑滑模控制研究

有关并联机器人的研究多限于机构学、运动学和动力学方面的研究.针对一种新型三平移并联机器人机构,在根据动平台运动要求,基于运动学分析实时求得各支路主动副期望角位移,并基于动力学分析实时求得各支路主动副主要等效干扰作用的基础上,建立了控制系统模型,设计了一种新型光滑滑模控制算法,仿真实现了对各支路主动副期望运动轨迹的跟踪.仿真结果表明:所设计算法解决了传统滑模控制在数字实现时的震颤问题,且系统抗干扰能力强,对系统参数变化不敏感,具有良好的跟踪性能.其研究为进一步实现该并联机器人机构的高精度实时控制奠定了基础.     

三平移并联机器人机构的智能模糊控制研究

目前，有关并联机器人的研究多限于机构学、运动学和动力学方而的研究本文针对一种三平移并联机器人机构，在根据动平台运动要求，基于运动学分析实时求得各支路主动副期望角位移，建立了控制系统模型。设计了一种用于并联机器人轨迹跟踪的模糊控制器，仿真实现了对各支路主动副期望运动轨迹的跟踪。仿真研究结果表明，该控制方案能实现较高精度的快速轨迹跟踪，同时可削弱或避免常规模糊控制中的振荡现象和稳态误差。系统对参数摄动和外界于扰具有较强的鲁棒性。其研究为进一步实现该并联机器人机构的高精度实时控制奠定了基础。     

基于ADAMS的抽油机平行位移机构仿真研究

建立抽油机传动机构中平行位移机构的虚拟样机模型,利用ADAMS软件对采用不同材料蜗轮的平行位移机构进行动力学仿真,得到受力曲线图,验证原设计的合理性并确定最佳蜗轮材料。利用ADAMS软件对平行位移机构传动件进行运动学仿真,仿真结果为平行位移机构的优化设计提供了依据。     

基于BP神经网络5 P4R并联机构位置正解研究

并联机器人机构位置正解问题是机器人机构的应用基础也是运动学研究中的难点之一。针对数值法和解析法的复杂和求解难度以及有时求解的不唯一性,提出了一种多层前向神经网络求解3自由度5-P4R并联机构位置正解的方法。将位置反解作为训练样本,采用学习率可变的BP算法,实现了从驱动工作空间到动平台变量空间的非线性映射,从而得到并联机构运动学正解值。最后给出一组仿真实例,可以看出此方法的有效性与可行性。     

六自由度并联机器人的运动学分析与仿真

基于动平台和定平台之间的矢量关系,推导出三杆六自由度并联机器人的运动学逆方程,并进一步分析了驱动杆的速度和加速度,并结合实例进行了计算机仿真。     

三平动冗余驱动并联机床误差分析及标定方法的研究

以三平动非对称冗余驱动(3-2SPS)并联机床为研究对象,对该机构进行运行学分析,在此基础上以矢量微分法建立包括球铰铰链点、伸缩杆杆长、冗余线性模组的位置和方向向量在内的48个结构参数的误差雅可比矩阵,并在MATLAB中计算得到各误差源对机床动平台末端位姿的影响。建立基于运动学逆解的标定模型,并用Gauss-Newton非线性最小二乘法求解出机构48个结构参数的实际值,通过MATLAB仿真验证了标定算法的有效性。研究结果为3-2SPS非对称冗余驱动并联机构的实际应用提供了理论依据。