一种三自由度混联机械臂的运动学分析

研究了一种新型机械臂,首先对该机械臂进行了自由度分析,得到该机械臂的自由度为3,具有平面内的两个移动自由度和一个转动自由度。把该机械臂安装在回转台上,可以实现空间360°范围内工作,末端执行器换成抓手即可以实现重物的搬运工作。基于环路传递的方法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。     

基于COSMOSMotion的机械臂三维虚拟仿真

以六自由度蒸汽发生器检修机械臂三维运动仿真为背景,利用SolidWorks进行机械臂三维建模,并且介绍了利用COSMOSMotion插件来实现机械臂运动虚拟仿真的方法,重点分析了机械臂的三维建模和建模后运动学正反解的实现.对于一般的机械运动模拟系统,该实例具有一般普遍性.     

一种无伴随运动的对称两转一移并联机构

提出一种新型3-UPU对称并联机构,其动、定平台始终关于中间平面对称,该机构具有两个转动自由度和一个移动自由度。运用螺旋理论对机构的自由度性质及运动特性进行分析,证明该机构动平台可以绕对称平面内的任意一条轴线或任意点发生连续转动,说明该机构不存在"伴随运动",这为机构的求解及控制提供了很大的便利。同时,该机构还具有一个沿对称面法线方向的移动自由度,动平台沿该自由度方向也可以发生连续的移动。针对此机构的结构特点,用两个角度参数就可以方便、直观地表示出动平台的姿态信息。推导该并联机构的位置正、反解,并分析其工作空间,可以看出该机构的正反解都具有解析解,且表达式较为简单,方便后续的深入研究。该机构具有较大的工作空间,能够满足一般的工作需要。     

Gantry-Tau并联机构运动学分析

针对目前大部分的并联机构工作空间小这一缺点,研究了一种新型的3自由度并联机构。通过约束螺旋理论分析了机构的自由度,该机构具有2个平动自由度和1个转动自由度;进一步用解析的方法研究了该并联机构的运动学正反解;最后给出了该机构运动学的数值算例,为该类并联机构的进一步研究和应用提供参考。     

Gantry-Tau并联机构运动学分析

针对目前大部分的并联机构工作空间小这一缺点,研究了一种新型的3自由度并联机构。通过约束螺旋理论分析了机构的自由度,该机构具有2个平动自由度和1个转动自由度;进一步用解析的方法研究了该并联机构的运动学正反解;最后给出了该机构运动学的数值算例,为该类并联机构的进一步研究和应用提供参考。     

悬置式3自由度并联机构的位置及转动性能分析

提出了一种新型的空间3自由度并联机构,该机构的运动平台具有2个移动自由度和1个转动自由度。建立了机构位置的正反解,对机构的转动能力进行了分析,计算出机构动平台在空间运动时的转动角度。同时．可以使整个机构沿x、y方向移动,增加了机构的工作空间。     

一种新型空间3自由度并联机构的正反解及工作空间分析

提出一种新型空间3自由度并联机器人机构,该机器人机构的动平台相对于定平台具有空间2个移动、1个转动自由度,建立了其运动学正反解的封闭形式,并对其工作空间进行了系统的分析和研究。该新型并联机器人机构在工业机器人、微动机器人、少自由度飞行模拟器和并联机床等领域具有广泛的应用。     

基于2TIR机构串并联机器人位置分析及仿真

根据串联机构和并联机构的特点,设计了一种串并联机器人新机型。通过对该机器人机构运动特征分析,求出了其位置正反解析解,并将用PRO/E建立的虚拟样机导入到ADAMS软件中进行了位置的动态仿真,验证了理论分析的正确性。该机器人动平台具有三个平移和一个转动自由度,与具有同样运动特性的并联机构相比,该机器人机构的工作空间大,转动自由度运转灵活。同时,该机器人机构的运动学正反解求解容易,便于实现实时控制。该机器人机构可应用于工业机器人、中医推拿机器人等领域。     

一种两自由度并联机构位置分析与仿真

依据中医推拿中常用的滚法、按法、揉法、振法等手法的运动学及动力学特征,得出完成各推拿手法的运动输出矩阵和施力方向.采用串联机械臂与并联机构结合的方式实现推拿手法中五种运动.其中依据并联机器人型综合理论,以单开链支路为单元,提出了一种能实现空间一平移和一转动的两自由度并联机构.该机构由两条主动支链为P⊥R//R,两条辅助支链为P⊥R组成.对该并联机构进行了结构和位置分析,求出其运动学正反解的解释解.借助ADAMS软件进行动态仿真,检验了理论推导的正确性.采用串联式机械臂和并联机构结合的方式,不仅能完成中医推拿的五种手法,而且结构简单、位置分析求解容易,为机器人的控制提供理论依据.     

一种三自由度并联机器人的运动学分析

提出了一种具有混合分支的三平移并联机器人机构，采用螺旋理论分析了这种机构实现空间三维移动的机构学原理及其自由度，给出了其位置、速度的正反解和加速度分析的方法；在大型机械动态分析软件ADAMS上建立了仿真模型，验证了自由度分析的正确性。这种机构部分解耦，控制简单，具有较好的应用前景。     

带指向机构二自由度机械臂的运动学分析

机械臂的正运动学以及逆运动学一直是机械臂研究领域的基础以及关键性问题,这里针对于一种带指向机构的二自由度机械臂,提出了一种基于几何法的运动学分析,根据机械臂的结构特点和运动约束,对机械臂的运动学进行分析,建立了该类型机械臂的运动学模型,通过几何方法得到了以关节角度为变量的运动学模型,并在理论推导的基础上编写该机械臂的分析界面,仿真验证了正运动学模型以及运动学逆解的正确性,运动学逆解可以用于机械臂指向机构的精确定位以及轨迹规划。     

伸缩杆式二自由度并联机构及应用

介绍一种伸缩杆式二自由度并联机构的结构特点,该并联机构的动平台可实现空间内二自由度的转动。利用螺旋理论分析该并联机构的自由度,并对其进行位置正反解分析,得出相对应的数学模型,并确定伸缩杆长的变化与空间翻转角度的关系,以及翻转角度与结构尺寸的关系。将该并联机构应用于自动化数控夹具,通过调节杆长,可实现将空间任意平面翻转至水平面,便于空间任意平面和孔的加工,扩大了机床的加工功能。     

(2SPS/U)&(2SPS/RR)型并联拟人机械臂的设计与运动学分析

针对现有仿生拟人机械臂连续性差、稳定性差和惯性冲击大的问题,提出了一种新型并联拟人机械臂,可以模拟人的腕关节、肘关节、肩关节动作,采用(2SPS/U)&(2SPS/RR)的二级耦合并联机构来驱动各个关节动作。为得到其运动学正反解,利用封闭矢量法和牛顿迭代法计算得到两级并联机构的运动学正反解;并将整个拟人臂的机构构型进行简化,基于D-H法对整个机构进行了位置正反解的计算和验证。     

一种新型串联机械臂工作空间与运动规划分析

针对串联机械臂的工程应用问题,文中提出一种新型7自由度机械臂,该机械臂采用“S-R-S”构型,且其3,4,5轴为3个平行轴。基于此机械臂,采用蒙特卡洛法对其工作空间进行分析,并采用投影平面边界拟合到空间边界拟合的方法,对工作空间进行分层讨论,指出该机械臂在不同层级具有不同的灵巧性表现。同时,采用臂型角参数化的方法,求取了该机械臂解析形式的运动学反解。采用相关旋量抑制的方法,分析求解了该机械臂的奇异位姿,在此基础上,通过将各关节角约束转变为臂型角参数的取值范围约束,以解决运动规划中的避奇异问题,进一步基于一定的优化指标选取合适的逆运动学解。研究成果对串联机械臂的规划与控制问题具有一定参考价值。     

位姿水平的冗余自由度机械臂运动学逆解算法

本文通过分析七自由度机械臂构造特点,用曲面几何理论得到肘关节在笛卡尔空间中的点集,参考各关节角运动范围,可以求出冗余自由度机械臂逆运动学的全部构型解,从而可以方便地实现实现机械臂的全局优化。此方法既提高了解的精度,又减少了运算量,同时为速度解的解算提供了便利条件和新的思路。     

基于机器视觉的六自由度机器人自动示教系统研究

目前许多自动化系统中广泛应用六自由度机械臂实现目标物体的抓取等操作.机械臂进行这些操作的运动路径通常采用手工示教的方式得到,在实际工作中这非常项繁琐和费时.为了提高示教的效率,需要研究机械臂的自动示教系统.本文针对某特定生产情况,基于机器视觉技术和六自由度机械臂正反解原理,研究机械臂抓取目标物体的自动示教系统.实际运行情况表明该自动示教系统在保证可靠性的前提下,能较大提高示教速度,比传统的手工示教方法具有明显的优越性.     

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.     

新型三平移并联机构及其奇异位形分析

根据并联机器人机构结构综合理论,以单开链支路为单元,提出了一种能实现空间三维移动的3-PRRR并联机构.对该并联机构的自由度、虚约束和耦合度等结构性能参数进行了计算,分析了该机构的运动特性和运动学正反解,得到了该机构的奇异位形.该机构在结构上具有较好的对称性和解耦性.     

一种大臂偏置型7R机械臂的工作空间分析

针对一种大臂偏置型七自由度机械臂,应用D-H法建立了该机械臂的位置正解模型并进行了求解。在此基础上,采用蒙特卡洛方法对该机械臂的工作空间进行了求解和分析,借助Matlab平台得到了该机械臂的末端工作空间,并用几何法进行了验证。研究结果表明了蒙特卡洛方法求解工作空间的正确性和有效性,对此类机械臂的工作空间分析具有一定的参考价值。     

新型2自由度并联平动机构构型及运动性能

基于3-UPU并联机构的奇异位形,提出了一种可绕圆周平移运动的新型平动机构,并利用该平动机构构造了两种姿态保持恒定的新型2自由度并联平动机构。分析了其中一种新型2自由度并联平动机构的位置正反解、速度雅克比矩阵。用无量纲参数建立该2自由度并联平动机构的尺寸型模型,该模型在有限区间内给出了2自由度并联平动机构所有可能的尺寸组合,模型空间中的任意一点代表具有相同或相似性能的同一族机构结构。基于2自由度并联平动机构的全条件数指标和尺寸型模型,绘制了反映尺寸参数组合与其运动性能关系的性能图谱。