三自由度砂带磨床的运动学及其灵巧度分析

介绍了用于机器人磨削系统的三自由度砂带磨床,给出了其机构的运动学方程和雅克比矩阵.通过雅可比矩阵的条件数指标分析了机构的奇异性和灵巧性.由仿真结果可知,三自由度砂带磨床的关节1和关节2的角位移对雅可比矩阵的条件数指标影响很小;当关节3的旋转臂与关节2的旋转臂共线时,为机构的奇异位形,在奇异位形附近的雅可比矩阵的条件数指标非常大.通过分析可知,在机构的奇异位形附近,三自由度砂带磨床的刚度很大并可实现磨床磨具的微量进给,可完成机器人磨削系统的高精度磨削.     

一种二自由度并联机器人机构灵活度研究

研究一种命名为Diamond的新型二自由度平动并联机器人机构的灵活度指标,对常用的三种性能评价指标雅可比矩阵条件数、最小奇异值和可操作性指标进行推导得到其解析模型,分析它们在机构作业空间内的分布趋势,研究表明该机构具有良好的灵巧性.     

非对称球面五杆机构的奇异轨迹与灵巧度分析

针对非对称球面五杆机构,研究了机构的奇异轨迹曲线和灵巧度.首先建立了球面五杆机构的运动学正、反解模型,并导出了机构的速度方程和雅可比矩阵.基于机构的雅可比矩阵,对机构的奇异位形和灵活度进行了计算分析,绘制了机构的奇异轨迹和灵巧度分布曲线,并讨论了球面五杆机构的结构参数对机构全条件指标的影响.     

Tricept并联机构奇异位形分布的可视化研究

奇异位形是并联机构的固有性质,机器人应该避免在奇异位形附近区域工作。提出一种Tri-cept机器人奇异位形分布的可视化方法。该方法首先分析Tricept机器人雅可比矩阵的构成,结果表明,解析雅可比矩阵行列式为零时,机构处于奇异位形,然后根据可视化途径将Tricept奇异位形的空间分布情况绘制出来。     

3-RRR并联机构灵巧度分析

利用SolidWorks建立了3-RRR机构的三维模型,对照三维模型采用D-H法建立了3-RRR机构处于任意位形的机构坐标系,运用螺旋理论计算出该机构的一阶运动影响系数即运动雅可比矩阵,参照运动雅可比矩阵奇异的特点,利用可操作数和条件数对3-RRR并联机构进行了灵巧度分析,得出了该机构的灵巧性特点。     

基于反螺旋理论的3-RSR并联机器人雅可比矩阵研究

运用反螺旋理论对3-RSR三自由度并联机器人的雅可比矩阵进行了研究。采用简单的方法,找到支链关节螺旋的反螺旋,从而得到了约束雅可比矩阵、驱动雅可比矩阵和完全雅可比矩阵,不但导出动平台的运动速度到驱动关节速度之间的映射,而且易于进行全面的奇异位形分析;3-RSR并联机器人无约束奇异,当支链的驱动旋转副轴线、被动旋转副轴线和球铰共面时,产生结构奇异。该文方法亦可用于其他三自由度并联机器人的雅可比矩阵研究。     

多指手的操作灵巧性设计

将多指手的设计分解为手指机构的灵巧性设计及手指的合理布位两个子问题。针对子问题一,以手指雅可比矩阵条件数的倒数为位形操作灵巧性指标确定了合理的手指杆长比例及指端的灵巧操作区间。以灵巧操作速度和灵巧操作力为指端操作灵巧性指标,给出了确定手指驱动器功率的算法。对于子问题二,根据操作灵巧性对各指端灵巧操作区间相对位姿关系的要求,给出了手指布位的一般性原则。     

混联机床2自由度并联机构的设计分析

研究了一种平面2自由度并联机构,给出了该机构的运动学正逆解、速度雅可比矩阵、机构的奇异形位并对其工作空间关键点的灵巧性进行了计算分析。据此设计出了4自由度混联运动机床。该并联机构在农业机械、坐标测量和工业机器人等领域也有广阔的应用前途。     

油罐清洗机器人雅可比矩阵求解及奇异位形分析

油罐清洗机器人作为一种复杂的串联机器人,其轮式移动机构和水射流机械臂装置形成移动机械手,具有多个运动副,是机器人运动分析和控制的基础。旋量理论能大大简化机构运动的计算模型,并具有明确的几何意义。根据机器人的结构特点,建立简化的移动机械手模型和旋量位形,应用旋量理论和指数积公式建立其速度雅可比矩阵,得到关节速度和末端工具速度的映射关系。根据雅可比矩阵是否满秩判断机器人的奇异位形,给出了机器人边界奇异和内部奇异的判定条件,分析了奇异位形下机器人的运动性质,为机器人进一步设计和控制提供了理论依据。     

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。