R(R■S&RP)&2-U■S并联机构位置精度可靠性建模与分析

为提高并联机构末端位置精度可靠性,确定各误差源对机构末端位置精度可靠性的影响规律,以R(R■S&RP)&2-U■S三自由度并联机构为对象开展位置精度可靠性建模与分析,该机构由一条串接一转动副的1T1R平面并联运动链和两条空间无约束主动支链组成,具有与著名Tricept机器人中UP&3-U■S并联机构相同的运动模式。建立考虑基本尺寸误差、杆长误差及关节间隙的位置精度模型,进而分别利用四阶矩法和蒙特卡洛法提出机构位置精度可靠性计算模型,算例表明采用四阶矩法计算可靠性与采用蒙特卡洛法结果很接近,但可大幅降低计算量。利用四阶矩法研究各误差源对机构位置精度可靠性的影响规律,结果表明杆长误差、关节间隙和方位是影响机构末端位置精度可靠性的关键因素,为R(R■S&RP)&2-U■S机构的制造和装配误差合理制定提供参考。     

含间隙六杆机构的运动精度可靠性分析

以某型敞篷汽车的六杆机构为例,提出了一种运动精度可靠性的分析方法。利用闭环矢量法建立六杆机构的运动学方程,将机构中的杆长误差和运动副间隙视为随机变量,根据有效杆长理论和连续接触假设将机构中的运动副间隙转化为杆长误差,假设杆长误差服从正态分布,对六杆机构进行运动精度分析并建立运动精度可靠性模型。使用MATLAB软件对实例进行编程计算,定量地分析了六杆机构杆长误差和运动副间隙对运动精度可靠性的影响程度。通过对六杆机构的运动精度分析,为提高机构工作的稳定性和可靠性提供了依据。     

一种铆接机械手的运动精度可靠性分析

介绍了一种六自由度工业机器人的运动精度可靠性分析方法。通过分析一种铆接机械手的结构,基于D-H坐标法,建立运动数学模型,并考虑加工和装配过程中尺寸误差和间隙误差的随机性,将结构参数和运动变量误差视为随机变量,建立运动误差模型,结合机构运动学和可靠性理论,构建机械手运动精度可靠性模型。通过算例,验证了该方法的可行性,为该类型工业机器人的可靠性设计和结构优化提供了一定的理论参考。     

爬楼轮椅座椅姿态调节机构的可靠度及灵敏度分析

爬楼轮椅座椅姿态调节机构为一新型两自由度交叉四连杆机构,其运动精度直接影响着爬楼轮椅运动的稳定性。针对座椅姿态调节的交叉四杆机构,利用矩阵的方法建立了机构输入、输出关系的运动精度分析模型,进而建立了机构运动精度的可靠度及灵敏度数学模型。在基本尺寸误差和运动副间隙误差的基础上,求解出了三种运动副间隙误差情况下机构运动精度的可靠度。同时,也求解出了在不考虑运动副间隙误差情况下机构中各基本参数的可靠性灵敏度,最后利用Matlab进行仿真发现机构保持了较高的可靠度及适当增加杆长可改善机构的灵敏度。     

爬楼轮椅后腿机构的运动精度可靠性分析

轮腿混合式爬楼梯轮椅的后腿可以看作是典型的五杆机构,其运动精度的高低影响着爬楼轮椅爬楼梯的能力,运用封闭矢量法建立了后腿机构运动输入、输出模型,在同时考虑了杆件尺寸制造误差和运动副间隙误差的基础上,建立了轮腿式爬楼轮椅后腿输出角度可靠性、灵敏度模型,利用MATLAB对数学模型进行仿真,得出机构在不同运动副间隙情况下可靠性的变化规律和其在不同参数下可靠性灵敏度的变化规律,为以后提高后腿机构的运动精度提供了理论依据。     

平面连杆机构运动误差及可靠性分析

为获得考虑运动副间隙和杆长误差的平面连杆机构运动规律，采用复数矢量法，推导出运动误差计算公式，在此基础上建立了曲柄滑块机构运动精度可靠性分析模型，编制了相应的计算机软件，并计算出算例机构位置参数和输出运动误差的方差和可靠度。     

平面连杆机构运动精度可靠性及灵敏度分析

针对平面连杆机构传动路线长,存在较大的积累误差,对机构的运动精度产生的影响不容忽视的问题,提出了加工误差、结构变形、装配间隙及铰链磨损多因素耦合作用下运动机构精度可靠性分析的建模方法及求解流程。用动量交换法建立铰链间隙的碰撞模型后对机构进行动力学分析,基于动力学分析结果,利用胡克定律及有限元法分析部件变形,利用Archard磨损模型分析铰链的磨损量。在此基础上,给出了加工误差与部件变形影响下杆长的分布参数以及装配间隙与铰链磨损影响下铰链间隙的分布参数,然后将铰链间隙用无质量连杆模型替换,建立并求解机构的运动方程。通过对飞机舱门收放机构的算例分析,得到了该机构在不同收放次数下的运动精度可靠度及对应的可靠性灵敏度,并给出了制造维护建议,证明了方法的可行性。     

基于运动精度可靠性的平面四杆机构优化设计

以具有杆长尺寸和铰链间隙误差的平面四杆机构为对象 ,运用微小位移线性迭加原理 ,对机构的输出运动误差进行了可靠性分析 ;建立了以杆长误差和铰链间隙的均方差为设计变量 ,满足运动精度可靠度和设计变量上下限要求为约束条件 ,使机构制造加工费用极小化为目标函数的优化设计数学模型 ;利用外点法和 Powell方向加速法求解 ,获得了令人满意的设计结果     

面向制造的四杆机构轨迹综合的精度研究

通过建立考虑杆长制造误差和运动副间隙的四杆机构轨迹误差模型,分析了各杆长的制造误差和运动副间隙对四杆机构轨迹精度的影响规律,为四杆机构的精度设计提供了理论依据.合理设计四杆机构杆长制造公差和运动副间隙,可使机构既满足精度要求又降低制造成本.     

可控机构式码垛机器人的运动学误差分析

本文根据可控式机构的理念设计了一款新型可控式码垛机器人,基于D-H法对于该码垛机器人进行运动学建模,并计算其位姿正解。考虑到码垛机器人对机构精度要求较高,因此对该机器人进行误差分析,分别讨论杆长误差和角度误差对末端位姿误差的影响。     

仿生爬树机器人髋关节运动精度可靠性分析与优化

以一种非对称空间两自由度并联机构作为仿生爬树机器人的髋关节,能够实现机器人机构沿树干爬升及抱树的复合动作,以此仿生爬树机器人的髋关节为研究对象,基于一阶泰勒展开,建立了包含髋关节机构杆长误差因素、铰链间隙误差因素和机构输入误差因素在内的机构位姿误差数学模型,给定机构参数后,基于所建立误差数学模型,运用蒙特卡罗法得到了髋关节机构运动可靠度,进一步分析了不同误差因素对机构可靠度影响,以及同一误差因素对机构不同方向运动可靠度的影响,并分析了此算例中机构可靠度与机构输入参数之间的关系,最后基于对机构可靠性分析,应用线性加权法对仿生爬树机器人的髋关节机构参数进行了多目标优化设计。     

三转动并联平台速度精度可靠性分析

机器人的速度精度可靠性是评价机器人精度的重要考核指标。以三转动并联平台为例,在并联平台运动学模型的基础上,给出了末端执行器速度精度可靠性的概念以及速度精度可靠性的状态函数,进而根据一次二阶矩法对并联平台末端执行器速度精度可靠度进行了求解。结合算例,给出了该并联平台在某一确定位置上的速度精度可靠度,并在可靠度分析的结果上,运用可靠性灵敏度设计算法给出了相关随机变量的可靠性灵敏度变化规律。通过控制并联平台的位置变化,给出了其任意位置的可靠度,为合理规划其工作区域提供理论依据。     

平面四杆转向机构运动可靠性灵敏度分析

为提高考虑不确定性因素影响下的转向机构运动精度,提出了平面四杆转向机构运动可靠性灵敏度分析的解析算法。考虑机构的构件尺寸公差,提出包含机构结构误差和随机误差的误差分析模型,并采用线性化方法导出机构运动误差的统计特征值的解析表达。采用一次二阶矩方法建立了转向机构运动可靠性分析模型,并推导了机构运动可靠度对随机变量均值和方差的灵敏度分析的解析模型。最后,给出了数值计算实例。     

弹性曲柄滑块机构的运动精度可靠性分析

将弹性曲柄滑块机构的杆长、截面尺寸、铰链间隙、质量密度、弹性模量等几何、物理参数均视为随机变量,对机构输出运动进行了静态和动态误差分析。应用微小位移的线性叠加原理分别对静态、动态误差进行了综合,建立了机构输出运动精度可靠性分析模型。通过算例,考察了机构输出运动精度可靠度的影响因素,结果表明随着机构转速的提高,机构的动态弹性变形将成为影响机构运动精度可靠性的主要因素。     

高速工业平缝机挑线机构轨迹精度分析

以某型高速工业平缝机挑线机构为对象,考虑构件杆长制造误差和运动副间隙误差,分析了综合误差对挑线孔轨迹精度的影响。采用微分法,获得了杆长制造误差对输出轨迹的误差传递函数;基于连续接触模型,计算了构件运动副间隙影响下的挑线轨迹;通过算例仿真和实验,讨论了综合误差对挑线机构输出轨迹精度的影响因素。     

任意分布参数平面连杆机构运动精度可靠性灵敏度设计

将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合,讨论了任意分布参数平面连杆机构运动精度可靠性灵敏度设计问题。首先,结合机构精确度理论和可靠性理论,提出任意分布参数平面机构运动精度可靠性评估方法。然后,引入灵敏度设计理论,推导出任意分布参数平面机构运动精度可靠性灵敏度设计方法。最后,以平面四杆机构为例,详细阐述了设计参数的改变对平面连杆机构运动精度可靠性的影响,为平面连杆机构的运动精度可靠性设计和可靠性维护提供了理论依据。     

高速经编机槽针机构运动精度可靠性分析计算

针对国产高速经编机与国外设备相比运动精度、稳定性和可靠性较差等亟待提高的难题,考虑基本尺寸误差和运动副间隙误差两种因素,建立高速经编机槽针机构运动精度可靠度求解的精确解析方程式。以极坐标系代替x-y坐标系来表示销轴中心在间隙圆内位置,导出销轴中心在运动副间隙圆中的分布函数,计算三种不同类型杆的有效杆长。使用MATLAB软件进行可靠度计算,定量分析了杆长误差和运动副间隙对槽针机构运动精度可靠性的影响程度,为提高槽针机构的运动精度可靠性提供了依据。     

球面四杆函数生成机构优化设计

为了提升连杆机构设计质量和机构运动性能,对球面四杆函数生成机构展开运动学分析,在考虑不确定因素影响下运用一次二阶矩法建立球面四杆函数生成机构运动精度可靠性模型,同时建立了以连杆机构函数输出运动误差的最大值、函数输出运动精度失效概率和函数输出误差均值与标准差平均值之和为目标函数的3种优化模型,并通过实例数值仿真对3种优化模型进行对比分析.     

平面四杆机构的可靠性分析

将诸原始误差均视为随机变量，对平面四杆机构具有杆长尺寸误差、铰链间隙误差及磨损量等各项随机变量分别进行了分析；应用微小位移的线性叠加原理综合出各项误差导致的机构运动输出总误差，建立了机构运动精度可靠性分析模型；利用计算机数字仿真技术，考察了机构中杆长尺寸误差和铰链间隙(或磨损)误差随机变量均值和方差的改变，对机构输出运动精度可靠度的影响，从中获得了一些有意义的结论。     

考虑运动副间隙的平面函数机构概率综合

运动副间隙是机构系统中最重要的一类不确定性因素,它对机构的运动精度、可靠性以及动力学性能有着重要影响,为此提出一种概率综合方法对含运动副间隙的机构进行运动学设计。首先应用截尾混合降维法对运动副间隙变量的统计相关性进行处理,以此为基础建立含运动副间隙的机构运动误差的概率模型并导出机构运动精度可靠性分析模型。然后在机构确定性综合模型中引入可靠性约束,并以机构运动失效概率最小为目标函数建立机构不确定性综合的数学模型。最后以平面四杆函数机构为例验证方法的有效性。