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。     

3-PRUR三平移并联机构位置计算

根据并联机器人机构结构综合理论,构造出一种新型的具有三平移的3自由度并联机器人机构。建立了运动学模型,分析了该机构的运动特性和运动学正反解。简单的运动学反解模型为该机构作进一步的运动学动力学及优化设计研究打下了基础。     

混合型4自由度并联机构及其运动学建模

提出一种混合型４自由度并联平台机构，该机构的动平台能够实现两个方向的移动以及绕两个方向轴线的转动。研究了该机构的运动学建模方法，给出了运动学正、逆解。基于本文所提出的４自由度并联机构已成功地研制出一台五坐标并联机床。     

一种新型3T1R并联机器人的拓扑结构设计及运动学分析

提出了一种新型三平移一转动并联机器人。采用方位特征理论(POC)分析了机构的拓扑结构特征,运用Yang-Sun方法计算机构的自由度并确定了机构的运动特征。建立了运动学模型,根据构件的空间几何关系,列出了该并联机构的运动学方程。求出机器人的位置反解和正解。该方程也为该机构作进一步的运动学动力学及优化设计研究打下基础。     

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。     

2-UPR-RPU并联机构奇异分析

具有两个转动一个移动(1T2R)的三自由度并联机构是少自由度并联机构中的一个重要分支。1T2R三自由度并联机构根据两条转轴的几何关系和性质可以分为P*U*、UP,PU和RPR等四类:目前对1T2R并联机构的奇异研究主要集中于P*U*类、UP类,而对PU类和RPR类并联机构的奇异研究极少。对一种RPR类的2-UPR-RPU并联机构进行奇异性分析。运用螺旋理论对2-UPR-RPU并联机构进行自由度分析,推导该机构的运动学反解方程,进而求出机构的雅可比矩阵。根据雅可比矩阵求出2-UPR-RPU机构的三类运动学奇异位形,分析该机构约束奇异。研究表明,2-UPR-RPU并联机构没有运动学反解奇异、运动学正解奇异和约束奇异,但是有两种混合奇异。     

新型完全各向同性3T并联机构及其特性分析

针对并联机构耦合带来运动学分析与控制困难的问题,提出了一种新型完全各向同性的三维移动并联机构,该并联机构动平台和静平台之间由3条支链连接,3条支链的第一个移动副在空间中呈正交分布,使得该机构的动平台具有3个移动自由度,且输入输出一一对应。这种机构最突出的优点是运动副简单,三维移动解耦,运动学分析简单,便于该机构运动控制设计。采用螺旋理论分析了该机构的自由度及性质,确定了机构的主动副,给出了机构的位置和速度正反解,分析了机构工作空间及运动性能。根据机构输入输出关系,求得机构雅可比矩阵,验证了机构具有完全各向同性。研究结果对该机构的进一步应用具有理论指导意义。     

基于螺旋理论的少自由度并联机构运动分析

本文在介绍螺旋和反螺旋理论的基础上,分析了一种3-TPT并联机构的自由度及其运动特性,指出该机构动平台受到垂直于Z轴的3个纯力偶矩的约束,具有三平动一转动4个自由度,为少自由度并联机构运动学及动力学分析提供基础.     

一种新型正交结构6-PPPS并联机构及其运动学解耦性研究

提出一种正交结构六自由度并联机构,建立了运动支链的位置矢量方程,推导出速度正解和反解方程.定义了并联机构的运动解耦,分析了该正交结构六自由度并联机构在不同姿态的运动解耦性能.并联机构运动解耦能够简化其运动学模型,为其运动学标定和控制带来方便.     

一种新型3-UPS/UPR并联机构运动学分析及应用

在4-SPS/CU并联机构的基础上提出了一种具有空间3个转动和1个移动自由度的新型3-UPS/UPR并联机构。减少了原有机构的奇异位型和对结构参数的限制,使机构的控制方案得以简化;计算了该并联机构的自由度,对其进行了运动学分析,得出了该机构输入与输出之间的映射关系;给出了该机构的位置反解,导出了该机构运动的Jacobian矩阵与Hessian矩阵;分析了该机构的速度、加速度以及工作空间。将此机构运用于人形机器人的颈部关节处,并对机器人头部在完成指定运动形式时机构的运动学性能进行了分析。     

3-TPT并联平台机构的瞬时运动特性

分析了一种特殊结构的 3- TPT并联机构的瞬时运动特性。首先用反螺旋分析了 3- TPT并联平台机构在初始位形下和沿垂直定台方向移动时的瞬时运动及两种位形下的瞬时运动。其次分析了该两种位形下的主螺旋。得出 :该机构在初始位形下和沿垂直定台方向移动时 ,机构有 5个自由度 ;在两种给定位形下只有 3个自由度。这种 3-TPT机构在不同的位形下性能差别很大 ,利用这种性质 ,该机构可用作五自由度微动机构 ,也可用作变自由度机构。本文的研究 ,丰富了欠秩少自由度并联机构的理论     

两平移两转动并联机器人机构运动学分析

分析了一种两平移两转动并联机器人机构,求出其运动学正解和反解封闭解,讨论了该机构的控制解耦性。与其它类似机构相比,该机构结构简单、位置分析求解容易。同时,设计了一种利用本并联机构的中医推拿串并联机器人,该机器人具有工作空间大,动平台动力性能好等特点。该并联机构还可应用于工业装配机器人、微动机器人、虚拟轴并联机床、多维减振平台等领域。     

机构组合方法的分类

本文把机构的组合分为串行联接、并行联接、混合联接、封闭式联接、叠加联接组合方法 ,提出串行联接和并行联接中的基本机构是单自由度机构的概念以及用封闭式联接代替复合式联接和反馈式联接的观点。按其联接方式 ,把单自由度机构和多自由度机构的组合称为封闭式联接组合 ,使机构组合理论更加清晰、易懂 ,提高了机构组合方法的可操作性 ,有益于利用机构的组合理论进行机构创新设计     

Self-locking analysis in closed kinematic chains

Self-locking analysis in closed kinematic chains is sometimes likened to kinematic singularity analysis, especially when mechanisms are characterized by more than one degree of freedom. Although in singular configurations a mechanism is obviously locked-up since joint constraint reactions and friction forces rise to infinity, this approach identifies only a condition sufficient for self-locking, while the phenomenon actually occurs in a larger domain, the size of which depends on the values of friction coefficients.The paper proposes a definition of self-locking for multi degrees of freedom mechanisms and presents an algorithm for computing the geometrical locus that corresponds to a specific self-locking configuration. This methodology is then demonstrated on a simple parallel kinematic mechanism with two degrees of freedom.     

一种绳牵引并联机构的拉力分布方法

指出了绳牵引并联机构的拉力应满足的一些条件，提出了一种新的拉力分布方法。该方法把绳的拉力分为有效部分和无效部分，使有效部分非负和让无效部分取较小的正值，可确保满足绳拉力大于零的条件，且拉力的分布更加合理，并且两自由度并联机构加以说明，最后用仿真实例加以证实。     

The kinematics study of a class of spatial parallel mechanism with fewer degrees of freedom

This paper presents a novel methodology to study the kinematics of a class of spatial parallel mechanisms with fewer degrees of freedom (DoF). Compared with the traditional methods, the distinctive merit of this methodology is that it shortens the whole process greatly based on the analysis of the DoF of the manipulator. Besides, the forward and inverse kinematic problems can be expressed in a set of differential equations. This methodology should solve the kinematic analysis and calculation problems for a class of spatial parallel mechanisms with fewer DoF.     

Stiffness modeling of a family of 6-DoF parallel mechanisms with three limbs based on screw theory

The stiffness modeling of a family of six degrees of freedom (DoF) parallel mechanisms with configurations of 3-RUPU is presented. The mobility of the mechanisms is firstly analyzed, and then the stiffness analysis and modeling of the family of mechanisms is developed by a novel screw-theory based method. The method employs screw theory as a tool for force analysis and deformation analysis. Based on the developed stiffness model, two global flexibility indices, which refer to the maximum and minimum singular values of compliance matrix, are introduced to evaluate the compliance of parallel mechanisms. Finally, a case study is presented to demonstrate the effectiveness of the method in analyzing and evaluating the stiffness behavior of the presented parallel mechanisms.     

三平移非对称解耦并联机构及其运动学分析

基于并联拓扑机构组成原理，总结了机构解耦特性分析的步骤，对一种三平移非对称并联机构及其运动学进行了分析。通过选择适当的主动副，在保证机构具有良好耦合特性的基础上，此并联机构位置正解、逆解求解简单，非期望输出为常量。由于结构简单、位置正解数目少、实时性好，而且简化了机构的控制与轨迹规划问题，为小型非对称并联机器人提供了新实用机型。     

On the features of applying the theory of screws to the evaluation of proximity to specific positions of the mechanisms of parallel structure

The article is devoted to the features of applying the velocity and force criteria of proximity to specific positions to the mechanisms of parallel structure with a fewer than six degrees of freedom. Problems of both theoretical and computational nature and variants of their solutions have been considered.