4SPS+SPR并联机器人运动学参数的变量几何法求解

利用计算机辅助几何约束、尺寸约束和尺寸驱动技术,用于实时求解一个含有欧拉角的5自由度4SPS+SPR并联机器人的运动学参数。首先构造其模拟机构,得到其位姿解;其次,在此基础上进一步构造线速度/线加速度和欧拉角速度/角加速度模拟机构,得到其线速度/线加速度及欧拉角速度/角加速度解。当改变驱动参数时,模拟机构也随之变化,自动求解各项运动学参数。结果表明CAD变量几何法不仅快速直观,而且准确可靠。     

计算机辅助几何法分析平面五杆机构运动的研究

提出了用计算机辅助几何法分析平面五杆机构的运动,运用该方法进行了运动分析。先采用CAD的几何约束、尺寸约束、尺寸方程和尺寸驱动技术,构造五杆机构的模拟机构;再用两个相同且彼此靠近的模拟机构,构造速度模拟机构,求解机构上确定点的速度和角速度;最后用两个相同且彼此靠近的速度模拟机构,构造加速度模拟机构,求解机构上确定点的加速度和角加速度。计算机模拟结果与解析法的结果比较表明,该方法具有简单、快捷、直观、求解精度高的优点,而且可以完成复杂机构的运动分析,为平面连杆机构运动分析提供了更有效的工具。     

平面并联2-DOF机构运动的计算机模拟逼近法

提出了用计算机模拟逼近法分析平面2-DOF机构的运动,运用该方法进行了运动分析。先采用CAD的几何约束、尺寸约束、尺寸方程和尺寸驱动技术,构造2-DOF机构的模拟机构。再用两个相同且彼此靠近的模拟机构,构造速度模拟机构,求解机构上确定点的速度和角速度。最后用两个相同且彼此靠近的速度模拟机构,构造加速度模拟机构,求解机构上确定点的加速度和角加速度。计算机模拟结果与解析法的结果比较表明,该方法具有简单、快捷、直观、求解精度高的优点,而且可以完成复杂机构的运动分析,为平面连杆机构运动分析提供了更有效的工具。     

计算机模拟逼近法分析平面3-DOF并联机器人的运动

提出了用计算机模拟逼近法分析平面3自由度机器人的运动,运用该方法进行了速度加速度分析。先采用CAD的几何约束、尺寸约束、尺寸方程和尺寸驱动技术,构造平面3-DOF三自由度机器人的模拟机构。再用两个相同且彼此靠近的平面三自由度机器人模拟机构,构造速度模拟机构,求解动平台上确定点的速度和角速度。最后用两个相同且彼此靠近的平面3-DOF机器人速度模拟机构,构造加速度模拟机构,求解动平台上确定点的加速度和角加速度。计算机模拟结果与解析法的结果比较表明,本文中的方法具有简单、快捷、直观、求解精度高的优点,可以完成机构的正运动分析,为平面多自由度机构运动分析提供了更有效的工具。     

平面3-RRR并联机器人运动分析的计算机模拟逼近法

提出一种新的平面3自由度并联机器人运动分析方法,计算机模拟逼近法。运用该方法进行了速度和加速度分析。先采用CAD的几何约束、尺寸约束、尺寸方程和尺寸驱动技术,构造平面3—RRR3自由度机器人的模拟机构。再用两个相同且彼此靠近的平面3自由度机器人模拟机构,构造速度模拟机构,求解动平台上确定点的速度和角速度。最后用两个相同且彼此靠近的平面3—RRR机器人速度模拟机构,构造加速度模拟机构,求解动平台上确定点的加速度和角加速度。计算机模拟结果与解析法的结果比较表明,该方法具有简单、快捷、直观、求解精度高的优点,而且可以完成复杂机构的运动分析,为多自由度机构运动分析提供了更有效的工具。     

基于激光跟踪原理的空间机构运动学参数测量方法

就一般空间机构任意构件运动学参数在线测量问题,提出了激光跟踪方法。在该构件上,选定不共线的3个测量点构成平面内两个互相垂直的向量,按照右手系建立连体基(动系);基于多体系统运动学,得到与该3个测量点绝对坐标动态数据相关的该构件姿态矩阵、角速度和角加速度,以及被测构件上任一点的线位移、线速度和线加速度的求解公式。为串联机器人、并联机器人及至任意空间机构的运动学参数测量和闭环控制提供了理论方法和技术基础。     

基于CAD变量几何法的并联机构静力学分析

以虚功原理为基础,利用CAD变量几何法,求解空间并联机构各分支的驱动力和约束力。以3-RPS并联机构为例,首先构造含有欧拉角的该机构的模拟机构,在此基础上进一步构造F/T(力/力矩)模拟机构,得到其驱动力和约束力解。当改变驱动参数时,F/T(力/力矩)模拟机构随之变化,驱动力和约束力自动求解和动态显示。结果表明,CAD变量几何法不仅快速直观,而且准确可靠。     

基于虚功原理的并联机构驱动力和约束力分析

以虚功原理为基础,利用CAD变量几何法,求解空间并联机构各分支的驱动力和约束力。以一种空间2SPS+2UPU并联机构为例,首先构造含有欧拉角的该机构的模拟机构,在此基础上进一步构造F/T(力/力矩)模拟机构,得到其驱动力和约束力解。当改变驱动参数时,F/T(力/力矩)模拟机构随之变化,驱动力和约束力自动求解和动态显示。结果表明CAD变量几何法不仅快速直观,而且准确可靠。     

伸缩臂叉装车工作装置运动学分析

伸缩臂叉装车工作装置是一种平面开链六杆机构,基于复数矢量法推导了该机构的位移、速度和加速度的解析解,根据Matlab算例计算结果分析了该机构的运动特性。随臂架转角的增大,摇杆角度近似线性的减小,而连杆角度逐渐增大;摇杆角速度和连杆角加速度与臂架转角呈开口较大的抛物线,当臂架转角等于40°时摇杆角速度负向最大,连杆角加速度最小;摇杆角加速度和连杆角速度随臂架转角的增大而增大;货叉的位移、速度和加速度均随臂架转角的增大而增大。用ADAMS软件仿真验证了该分析结果,可进一步用于该机构的动力学分析、优化设计和自动调平控制。     

大袋包装机抱袋装置建模与运动学分析

为解决包装机抱袋装置运动过程中产生机械振动及减小末端执行构件冲击的问题,首先根据运动要求建立机构模型,通过对装置运动中约束条件进行分析,得到摆臂转轴处角位移、角速度及角加速度,以及摆臂末端位移、速度及加速度的数学表达式。其次对数值计算与运动算例分析,以摆臂转轴处角加速度与末端加速度峰值为优化目标,对机构结构参数进行优化。结果表明:通过改变机构结构参数可以降低摆臂转轴处与末端加速度峰值,装置运动过程中摆臂转轴处角加速度峰值降低25.89%,抱袋口末端加速度峰值降低20.46%,抱袋身末端加速度峰值降低24.87%,在一定程度提高运动平稳性。相关结论可为后续动力学分析与设计提供理论依据。     

Solving inertial wrench of parallel manipulators using CAD variation geometry

It has been a significant and challenging issue to solve the inertial wrench of parallel manipulators (PMs) for their dynamics analysis and control. A CAD variation geometry approach is proposed for solving the inertial wrench of PMs. First, an initial simulation mechanism of PM, and a simulation mechanism of PM with linear/angular velocity and acceleration are created. Second, when modifying the driving dimension of the active legs, the simulation mechanisms are varied correspondingly, the position, linear/angular velocity and acceleration of moving platform and legs, and inertial wrench of moving platform and legs are solved automatically and visualized dynamically. Third, a 3-DoF PM is illustrated, and the displacement, linear/angular velocity and acceleration, and inertial wrenches of the moving platform and legs are solved using CAD variation geometry and are verified by the analytic solutions. Finally, inertial wrenches of the legs are transformed onto the moving platform.     

机器人臂运动分析的计算机模拟逼近法

提出用计算机模拟逼近法求解机器人臂平面多自由度机构的速度和加速度的方法,采用CAD的几何约束、尺寸约束、尺寸方程和尺寸驱动技术,构造一些典型的机器人臂多自由度平面连杆模拟机构,再用两个相同且彼此靠近的多自由度机器人臂模拟机构,构造速度模拟机构,求解各个机构输出杆的速度,最后用两个相同且彼此靠近的多自由度平面连杆速度模拟机构,构造加速度模拟机构,求解机构的输出杆的加速度。计算机模拟结果与解析法的结果比较表明,提出的方法不仅具有简单、快捷、直观、求解精度高的优点,而且可以完成复杂机构的运动分析,为多自由度机构运动分析提供了更有效的工具。     

Simulation solving/modifying velocity and acceleration of a 4UPS+SPR type parallel machine tool during normal machining of a 3D free-form surface

A CAD variation geometry approach is proposed for solving/modifying the inverse velocity/acceleration of the active legs and the forward velocity/acceleration of a 5-dof 4UPS + SPR parallel machine tool (PMT) during its simulation normal machining of a 3D free-form surface. First, the twin simulation mechanisms of this PMT with the same base are created for normal machining the same 3D free-form surface. Second, a velocity simulation mechanism of this PMT is created from the twin simulation mechanisms. Third, an acceleration simulation mechanism of this PMT is created from the three similar simulation mechanisms with the same base. Finally, the extension, the velocity and acceleration of the active legs, and the velocity and acceleration of the PMT are solved and modified during the simulation normal machining of the 3D free-form surface. The simulation solutions are verified by an analytic approach.     

计算机辅助几何法分析4-DOF并联机器人

提出运用计算机辅助几何法来研究新型四自由度并联机器人的型综合问题,利用在CAD软件草图环境下建立的并联机器人模拟机构,基于并联机器人的模拟机构,综合出多种新型四自由度机构,并用计算机模拟法,分析了动平台的运动特性。模拟结果表明,计算机辅助几何法的应用不但大大简化了并联机器人机构型综合的难度,而且快捷直观,值得推广。     

计算机辅助几何技术用于并联机器人机构学研究方法论

提出将计算机辅助几何技术用于并联机器人机构学研究的基本理论和方法。基于CAD几何约束和尺寸驱动技术原理,建立并联机器人模拟机构,该模拟机构的运动特性与装配成的三维机构实体完全等效。研究表明,计算机辅助几何技术用于并联机器人机构学的研究不仅具有简捷直观、求解精度高和重复性好的优点,而且无需解析求解和辅助编程就可完成并联机构的型综合和运动特性分析,为研制更多实用的新型并联机器人提供有效的工具。