并联机床主运动机构工作空间分析

针对一种新型模块化并联机床结构模型，给出了机床主运动模块平面二自由度机构的运动特性，分析研究了工作空间，机构的工作空间与机构滑鞍的行程以及机构的尺寸有关，分别给出了各种情况的工作空间几何形状，并以实例给出了工作空间的几何特性，为该并联机构的设计提供了有参考价值的方法和资料。     

多功能模块化串并联机床结构的研究

在分析当前机床技术发展的趋势的基础上，提出了一种新型模块化并联机床结构，机床主运动的实现采用并联机构，工件的进给运动由串联机构实现。研究了机床主运动模块平面二自由度机构的运动特性，给出了机构运动学正反解。机床采用模块化结构设计，据加工需要，可方便快捷地组合设计不同自由度的机床；运动机构串并联相结合，既具有结构简单，刚度重量比大，响应速度快的特点，又具有工作空间较大的特点。     

三杆混联数控机床的运动学研究

介绍了一种3-TPS(RRR)型混联机床,该机床既可进行立式加工,将工作头旋转一定角度后又可实现卧式加工。在工作头下面安装一个数控转台,并配置自动换刀系统后,机床可进化为一台五轴联动的数控加工中心。在分析其约束机构的基础上,给出了机构的位置、速度、加速度逆解方程及雅可比矩阵的计算公式,并进行了机床的工作空间分析。理论分析表明,3-TPS(RRR)型混联机床运动学方程形式简洁,计算简单,控制计算方便,在运动空间内无运动干涉和耦合,无奇异点和不定形位,可操作性良好,有效工作空间大。     

一种两自由度并联机床平台机构及其运动学分析

提出了一种新型的两杆两自由度并联机床机构 ,介绍了其机构的组成 ,推导了运动学正反解计算公式 ,并给出了雅可比矩阵及其工作空间的分析。为两自由度的平面加工设备提供了设计和控制的理论依据。     

六自由度并联运动机床奇异性研究

6-PSS并联运动机床的奇异性分析是6-PSS并联运动机床其它分析的基础,也是空间机构学分析的一个难点。本文首先解释了并联运动机床奇异性特征,通过建立6-PSS并联运动机床结构数学模型,实现了参数化设计。利用螺旋理论空间分析的优势,建立了6-PSS并联运动机床的Plücker坐标,方便地给出机床受力Jacobian矩阵,同时利用Matlab强大数学计算功能,精确的分析出并联机床的奇异性空间,降低了并联运动机床奇异分析的复杂性。     

任意结构数控机床机构运动学建模与求解

建立了一种适合于任意结构数控机床的机构模型与运动模型及机床运动求解的通用方法。对于具有任意轴数、轴运动方向为空间任意方向的数控机床,均可通过机床机构的型和结构参数来描述其机构模型,并据此建立其运动模型和进行机床运动求解。     

新型直驱四轴混联数控机床运动学分析

基于模块化设计技术,提出了一种完全由直线电动机驱动的新型四轴混联数控机床,并介绍了其基本结构型式.以该机床并联主轴模块为研究对象,建立了主轴机构运动学方程,并给出了机构的位置正逆解,由此得到机床主轴的工作空间分布.最后,基于雅克比矩阵,对主轴机构进行了运动性能仿真研究,为机床主轴的运动性能优化和运动控制提供了理论依据.     

3-UPS/PU-XY混联机床的机构设计及运动学分析

提出一种由空间三自由度并联机构和二自由度运动平台组成的混联机床构型,运用螺旋理论分析机构的运动原理,算出了自由度,对机构驱动输入的合理性进行验证。采用闭环矢量法和速度映射关系,对该机床的运动学特性分析,给出了该机构的位置逆解,确定驱动杆和动平台之间的位姿关系。在此基础上,分析了速度性能及姿态空间,得到机构速度Jacobian矩阵。通过运动学仿真,验证了机床运动学分析的正确性,研究表明,具有该结构的机床具有较大的工作空间,实现对大型工件的精密加工。     

3-PTT型水平滑块式三杆并联机床运动学研究

结合“863”项目实施，这里对创新开发的3—PTT型三水平滑块式三杆平移并联机床机构进行了机构、自由度、运动学和工作空间研究，建立了有关运动学模型。这为正确选择该机床的设计结构和运动参数、实现机床控制提供了理论基础。理论研究证明，该机构的工作空间适合长形工件的三坐标加工，编程简单，是一种实用的并联机床构型。     

一种平面二自由度并联机构的运动学参数优化

针对混联运动机床开发中拟采用的一种新型二自由度平面运动并联机构的运动学解析部分进行了深入的研究。文中详细推导了该并联机构的运动学位置正、逆解求解公式和速度求解公式,同时给出了该机构的雅可比矩阵。通过求解可以看出该并联机构运动学正、逆解方程均具有显式表达式,能够从理论上描述并联机构各个运动参数之间的函数关系,易于实现实时控制。同时,为了能够指导该并联机构的设计,还给出了该机构的工作空间和奇异形位。最后运用一种全域综合评价指标基于任务空间对该并联机构进行了运动学参数优化,为其设计开发和实际应用奠定了基础。     

一种混联型虚拟轴机床的位置正确与工作空间分析

提出了以4自由度空间并联机构作为主进给机构，辅以双向移动工作台实现多坐标数控加工的一种混联型虚拟轴机床的配置方案，推导出了主进给机构位置正确的封闭方程，基于曲面分析方法分析了主进给机构及其虚拟轴机床的工作空间，并给出了数值实例。     

三种无内部奇异的平面冗余驱动并联机构及其性能分析

提出了4-RPR型、4-RRR型、4-PRR型等三种新型无内部奇异的平面三自由度冗余驱动并联机构。运用螺旋理论分析了各机构的运动自由度,讨论了工作空间内部的非奇异性及其参数条件,建立了运动学模型,通过数值方法获得了各机构的定姿态工作空间,并通过数值仿真分析了各机构的可操作度性能指标,结果表明这三种并联机构的工作空间内部均无奇异,且具有良好的运动灵活性。     

混合输入五杆机构运动性能的分析

混合输入五杆机构是最简单的平面并联机器人。根据混合输入五杆机构的三种机构类型 ,确定它们各自的求解空间 ;按照全局运动性能指标 (GCI)定义 ,推导出混合输入五杆机构的运动性能指标的数学模型 ,利用此数学模型和混合输入五杆机构的工作空间的特征 ,建立混合输入五杆机构运动性能的计算算法及求解空间的运动性能图谱。最后 ,给出混合输入五杆机构运动性能的分析实例     

4R1P型平面五杆并联机构的可动性与特征图表示

针对4R1P型平面五杆并联机构,引入虚杆概念。基于Grashof定理,将滑块可达空间分割为若干可动性不同的子域。根据三根RR型构件的杆长关系,将运动链与机构划分为三类和若干子类,给出其可动性的特征图表示。在此基础上,根据移动副参数、滑块位置、构件结构约束以及移动副的主动与否,具体得出运动链与机构的可动性。特征图分析方法适合于4R1P型所有平面机构和3R型平面开链机构。     

一种新型混联机床原型构想及运动学分析

在机械制造领域,混联机床结合了并联机床和传统机床的主要优点,它既有高的刚度,也有大的工作空间,它作为加工机床的理想补充已被许多学者接受。一种新型的混联机床是由一个空间三自由度(两个移动和一个转动)的并联机构和一个XY平面二自由度(两个移动)的工作平台组成,可以作为高速多自由度的加工中心,扩大机床的加工范围。对空间三自由度的并联机构的正向运动学和逆向运动学进行了分析和研究,并使用MATLAB软件编程,给出了数值实例。     

3-PRS型并联机构刚体动力学研究

以3-PRS型并联机构为研究对象,应用虚位移原理建立了机床的刚体动力学模型,求解了刚体动力学的正问题和反问题,即在已知运动的情况下求出驱动力或在已知驱动力的情况下求解机构的运动形式.通过两个运动实例的仿真实验观察机床的驱动性能,证明了机构在整个工作空间内不存在奇异和突变的区域.     

并联机构运动干涉的判别方法

从纯几何的角度研究了平面3自由度并联机构工作空间的位置形状和大小与结构参数的解析关系,给出预估工作空间大小和判定机构运动可能性的方法。根据两构件的相互位置关系,用几何法分析了构件之间发生运动干涉的全部可能形式,建立了构件运动干涉判别的解析式。考虑机构每一分支所有可能的位置,提出机构运动干涉判别的准则和步骤。在算例中,以几何分析结合机构运动学反解方程,构造出求解机构整个位形工作空间的方法,在此基础上综合考虑了关节结构约束的限制和机构运动干涉对工作空间的影响。     

基于遗传算法的平面运动并联机构尺度综合

针对混联运动机床开发中所采用的二自由度平面运动并联机构部分进行了深入的研究,介绍了该平面运动并联机构的组成,推导了并联机构的运动学正、逆解求解公式,并给出了速度雅可比矩阵,以雅可比矩阵条件数的倒数作为灵巧度的标准并采用全域综合灵巧度的评价方法,基于遗传算法对该机构的结构参数进行了优化,为该机构的设计开发奠定了基础。     

一种新型全自由度可重构并联机床的尺度综合

对一种可在3-UPS、2-UPS-URS、2-URS-UPS、3-URS四个构型之间灵活变换的6自由度可重构并联机床进行尺度综合.按照机构的位姿变换过程,建立反映运动构件位姿的数学模型,根据空间机构位置反解解析法,得到该类并联机床运动构件尺寸和可达工作空间之间的关系,并以可达工作空间为目标函数,以并联机床机构的支链长度为约束变量,建立包含并联机床运动构件尺度参数的数学模型,研究并联机床的尺度综合问题.最后用数值计算软件进行仿真,获得了可达工作空间的变化趋势图,列举了具有表征意义的尺度数值,可给工程实践提供一定的尺度参考.     

一种新型串并联机床的工作空间分析

介绍了一种新型串并联机床的结构.同纯并联机床相比,该型机床具有更大的工作空间和更好的刚度性能.文中构建了其运动学逆解模型,分析其工作空间的约束条件,给出了工作空间的求解流程图.实例表明,该型机床的工作空间较大,具有很好的应用前景.