并联机器人奇异位形研究

介绍一种并联机器人奇异位形分析计算的新方法。该方法以动平台瞬时运动为基础,建立奇异位形条件,从而获得简化的奇异位形判别方程式,以６自由度三角平台并联机器人和三支链并联机器人为例对这一问题进行研究。     

一种基于3-RPC/6-UPS并联机构的自动钻铆机器人

提出一种基于3-RPC/6-UPS并联机构的自动钻铆机器人,旨在完成飞机壁板的钻铆加工任务.执行钻铆加工时,机器人相当于一台固定式并联机床;步行时,机器人可以视为一个足式机器人.建立了控制机器人钻铆执行器的6-UPS并联机构逆运动学模型,采用数值搜索方法得到钻铆执行器末端的工作空间.建立了控制机器人行走的3-RPC并联机构逆运动学模型,采用数值搜索方法绘制出3-RPC并联机构上、下平台的工作空间,使用五次多项式对控制机器人行走的驱动杆进行位移轨迹规划,在虚拟软件中实现了机器人样机的平稳行走.该研究工作可为设计新型的面向大型结构件加工的移动式机器人奠定理论基础.     

含正则支链的并联机器人雅可比简化分析方法

雅可比矩阵对并联机器人的速度、精度、刚度等性能分析有重要意义。通常雅可比分析需要计算与驱动关节运动螺旋不互易而与支链其他运动螺旋均互易的力螺旋,分析过程复杂,计算量大。为此,针对一类常见的特殊支链结构,提出正则支链的概念,研究了正则支链的结构特征。分析了转动副和移动副的做功驱动力螺旋,提出含正则支链的并联机器人雅可比简化分析方法,克服了现有方法中计算驱动关节产生的支链约束螺旋的复杂过程。这种方法不必计算支链约束螺旋就能获得并联机器人的部分雅可比矩阵,进而结合支链约束螺旋获得并联机器人的整体雅可比矩阵,实现驱动关节与动平台之间运动和力的双向映射。方法不仅适用于常见的6自由度并联机器人,也适用于具有正则支链的少自由度并联机器人。     

一种新型6-PRRS并联机器人正解研究

介绍了一种新型的6-PPRS并联机器人,位置正解是该并联机器人的重要研究内容,讨论了人工神经网络在其位置正解求解中的应用.在BP网络中,利用位置逆解结果作为样本,经过学习训练,找到输入滑块与运动平台的非线性映射关系,最终求得并联机器人的位置正解.采用迭代计算进行误差补偿的方法,提高正解精度.计算结果表明,该法迭代次数少、精度高,算例验证了解法的有效性与可行性.     

3自由度并联机器人运动学标定方法研究

在分析常用机器人标定方法的基础上,结合3-R2H2S并联机器人的结构特点,提出了一种基于自学习方法的3自由度并联机器人参数标定方法。该标定方法把所有引起定位误差的影响因素均归结为机器人结构参数的变化,通过试验得到机器人的输入输出值,并将其代入机器人逆运动学方程中,反求出含修正系数的结构参数。利用标定后的结构参数建立机器人精确的逆运动学方程。运用MATLAB建立机器人的运动学模型,搭建机器人参数标定试验平台,并进行参数标定试验,将理论计算结果与3自由度并联机器人的实际运行结果进行比较分析。试验结果表明,该自学习标定方法可以获得精确的机器人逆运动学模型,具有较高的计算精度和环境适应性     

钢带并联机器人运动学模型与数值模拟

为了解决钢带并联机器人运动学计算复杂等问题,对钢带并联机器人运动学模型进行了探讨。分析了现有的并联机器人运动学位置求解方法,阐述了钢带并联机器人工作原理与钢带并联机器人的运动位置逆解建模过程。采用瞬时速度方向逐次逼近法,建立钢带并联机器人的运动位置正解模型。分析了钢带长度计算中误差产生的主要因素,得出钢带长度与理论支撑件长度之间的计算关系。对位置逆解、正解模型进行了仿真验算,仿真实验结果表明位置正解、逆解模型的计算结果满足钢带并联机器人的运动精度要求。     

双自由度并联机器人的轨迹控制研究

针对双自由度并联机器人的轨迹控制,提出了双自由度并联机器人运动学的控制方法.运用几何解析法对双自由度并联机器人的正逆运动学进行了分析,同时搭建了其实验控制系统平台,最后完成了该并联机器人的圆弧轨迹控制实验.实验结果显示该控制方法具有较高的控制精度.     

一种新型6-PRRS并联机器人工作空间分析

基于运动学逆解求取了并联机器人理论工作空间,在此基础上通过判断杆件间的干涉情况、虎克铰转角情况、杆件与运动平台之间的干涉关系修正了工作空间,获得了实际工作空间.通过上述方法计算得到的6-PRRS并联机器人工作空间具有较好的实用性.     

混联支路并联机器人动力学建模方法

混联支路并联机器人具有独立运动输出、高刚度、控制解耦等优点,但支路中闭环结构的存在也增加了运动学分析和动力学分析的难度.基于此,通过将支链与动平台完全断开以及将混联支路完全退化为串联支路或树状支路,提出基于虚功原理和等价树状结构的混联支路并联机器人动力学建模方法,推导出封闭形式的混联支路并联机器人逆动力学和正动力学模型,动力学模型的维数等于机器人的自由度数.利用最小惯性参数和递推牛顿-欧拉法可以减少支路逆动力学模型的计算时间,应用该方法对两种混联支路并联机器人(2-P(Pa)R-1-PUU和3-PU*)进行运动学分析和动力学分析,该方法适用于各类混联支路并联机器人,可以指导混联支路并联机器人的结构参数设计和驱动器选配,并可用于机器人的实时动力学控制.     

基于虚拟样机技术的柔性并联机器人建模与仿真

基于虚拟样机原理,利用SAMCEF软件对柔性并联机器人进行运动学、动力学建模和仿真,为柔性并联机器人的分析和设计提供了一种新方法.该方法建模简单,可视化强,后处理功能强大,可用于验证其它建模方法的理论分析结果.首次提出一种基于SAMCEF软件的柔性并联机器人固有频率的计算方法,可迅速计算柔性并联机器人在整个运动周期中的各阶固有频率.