并联机构位形空间的拓扑结构研究

采用微分拓扑和微分流形为数学工具,分析了并联机构位形空间的拓扑结构特点,阐述了位形空间奇异点与拓扑结构的关系,并以典型的平面和空间并联机构为例进行了具体地分析。     

冗余并联机构的分类研究

在对并联机构的拓扑结构进行分析的基础上 ,提出了一种新的冗余并联机构的分类方法 ,即把冗余并联机构分为位形空间冗余 ,驱动冗余和末端执行器冗余三种类型。这种新的分类方法可以使我们对并联机构冗余的定义有明确的认识 ,并将有助于对冗余并联机构的研究和应用。     

并联机构的奇异点分析

采用微分几何的方法详细分析了并联机构三种类型奇异点、即位形空间奇异点，驱动奇异点和末端执行器奇异点的数学定义、物理意义以及它们之间的相互关系，并采用具体的并联机构实例来解释说明。     

基于变分原理的闭环机构奇异位形分类与判定

提出利用变分的方法对闭环机构的奇异位形进行分类与判定,并揭示相应奇异位形的不同物理意义。变分方法适用于一般闭环机构的奇异位形分析。     

Real-Time Collision-Free Path Planning for Robots in Configuration Space

Collision-free path planning for an industrial robot in configuration space requires mapping obstacles from robot‘s workspace into its configuration space.In this paper,an approach to real-time collision-free path planning for robots in configuration space is presented.Obstacle mapping is carried out by fundamental obstacles defined in the workspace and their images in the configuration space.In order to avoid dealing with unimportant parts of the configuration space that do not affect searching a collision-free path between starting and goal configurations,we construct a free subspace by slice configuration obstacles.In this free subspace,the collision-free path is determined by the A^* algorithm.Finally,graphical simulations show the effectiveness of the proposed approach.     

陀螺系统等导重特征值的阻尼摄动

导出了在位形空间中，求解对应无阻尼问题有等导重特征值的弱阻尼陀螺特征值问题的直接摄动法。算例表明本文所导出的方法是正确的。     

计算制造中的几个定位问题

介绍了计算制造,将制造过程中的定位与检测问题归纳为设计定位、加工定位、规划设置和构件定位四类定位问题,研究了几个定位问题的理论和方法,包括对称特征位形空间、基于位形空间的零件几何建模方法、工件定位算法、公差的数学定义及其评价算法等。     

并联机构中奇异位形的分类与判定

基于拓扑学和微分几何等数学工具研究并联机构位形空间的拓扑几何性质,并据此对并联机构中存在的奇异位形进行分类,揭示了各种奇异位形的不同物理意义,同时给出了不同奇异位形的计算方法。该方法适用于一般并联机构的奇异位形计算。最后对几种典型并联机构的奇异性进行了分析。     

考虑特征差异的多特征工件依次定位

现有的工件定位算法对于多特征工件按照组合特征进行定位,而实际上不同特征对于定位结果的影响是不同的。考虑到工件各个特征之间的差异,在深入研究多特征的位形空间理论的基础上,参考形位误差评定问题中多基准建立的过程以及对称工件定位算法,提出了多特征工件依次定位问题和算法,按照一定准则(如特征本身精度高低)对各个特征依次进行定位。仿真试验表明该算法更符合实际。     

多特征的位形空间理论及其在定向公差建模与评定中的应用

结合李群李代数方法,系统地研究了多特征的位形空间理论,给出了定向公差约束子流形的局部参数显式表达。按照ASME Y14.5.1M-1994标准的形式给出了定向公差的建模与评定的问题描述,由于得到了约束子流形的参数表达式,定向公差评定问题具有与形状公差评定相同的描述形式,从而可以直接应用形状公差评定算法在约束子流形上求解。最后以面对面倾斜度公差为例,应用所提出的理论和方法进行公差建模与评定。