并联机器人机构位置正解

从简单,特殊的并联机构开始,首次获得３－ＴＰＳ、３－６ＳＰＳ台体机构位置正解沿２条途径,分别获得５－４（ｄ）型、６－４型机构、６－４台体机构、６－５型机构和３－３型的５－５、６－５式机构位置正解,并验证了机构解的数目。     

基于PSO-Newton的并联机构位置正解研究

并联机构位置正解可以转化为非线性方程组问题,针对这类问题的复杂性和多解性,提出将共享适应度粒子群算法和Newton迭代法相结合的求解非线性方程组的新方法——PSO-Newton算法。该方法使用共享适应度机制引导算法寻找全部最优值,以全局最优值为初始点进行Newton迭代,极大提高了算法的收敛速度,变异算子的引入保证个体多样性有助于提高全局寻优性能。最后将该算法应用于2PR2SPS并联机器人机构位置正解问题,结果表明该算法效果良好,是一种快速求解并联机构位置正解的新算法。     

用于并联机构位置正解的座标法

提出了一种用于描述空间一般并联机构位姿的直角座标法 ,并建立了该机构的基于二次多项式的基本方程 ,同时通过消元获得了只含 10个未知变量的位置正解方程组。经数字实例验证该方法正确有效     

1PP+4TPS型空间并联机构位置正解

采用动平台三个铰心的绝对坐标作为输出变量,用消元法对1PP+4TPS型并联机构进行了位置正解分析,得到了其一元输入输出方程,由此得到了全部位置正解.文中给出了一数字实例,经验算其解满足原始方程且无增根.     

基于序单开链法的空间4自由度并联机构位置正解

提出空间并联机构位置正解的一种新方法——序单开链(SOC)法。该方法依据机构的拓扑结构特征,将机构分解为若干个有序单开链单元,又进一步划分出各基本运动链。计算出机构的耦合度,并根据耦合度算法原理,按序单开链单元分解顺序建立与机构拓扑结构相统一的机构位置分析数学模型。无需技巧性降维即可得到维数最少恰等于机构耦合度的位置正解方程。当机构的耦合度为1时,可用一维搜索得到全部实数解。该方法分析过程简明、通用,且物理意义明晰。与消元法相比,没有繁杂的数学推导,且计算效率较高;与一般搜索法相比,具有可求出全部实数解的优点。以4自由度并联机构为实例,通过一维搜索得到其位置正解的全部实数解。     

一种新型空间三自由度并联机构及其位置正解

提出了一种新型空间三自由度并联机构,该机构由动平台、静平台和三条支路组成,其中一支路为PRR,另两支路为UPS结构,其优点是结构简单、耦合度低.运用序单开链法建立了该机构的一维位置相容性方程,通过一维搜索求得位置正解的所有实数解,数值实例对其进行了验证.     

基于ADE-Newton算法的3-RPS并联机构位置正解分析

将智能算法和数值迭代法相结合,构造一种组合式算法——自适应差分进化算法-Newton迭代(Adaptive differential evolution and Newton iteration,ADE-Newton)算法。以3-RPS并联机构为研究对象,详细阐述利用ADE-Newton算法求并联机构位置正解的原理和步骤。为了验证ADENewton算法的有效性和通用性,给出3-RPS并联机构在不同驱动杆长条件下的数值算例。仿真结果表明,ADE-Newton算法能够以较高的效率求得不同驱动杆长条件下的全部高精度位置正解。还比较了ADE-Newton、人工蜂群、粒子群和差分进化算法求3-RPS并联机构位置正解的性能,比较结果显示,ADE-Newton算法的计算效率、收敛精度、稳健性以及可靠性高于对比算法。     

3支链6自由度并联机构位置分析

提出一种新型的3支链6自由度并联机构，并对其进行位置正解和反解分析。首先利用三角平台型并联机构的位置正解方法，分析该机构的位置正解，得到位置正解的封闭方程，其次用解析法对机构进行位置反解分析，得到封闭的位置反解方程，并给出数值实例，绘制了机构的工作空间形状。     

利用特征列方法求解并联机构位置正解

提出一种并联机构位置正解的方法.采用吴文俊的数学机械化方法对具有一般尺度参数的3-RPS并联机构位置方程进行消元,计算出与机构约束方程具有相同零点的特征列,从而得到只含一个未知数的代数方程,通过零点分解求得机构全部位置解.计算过程采用了机械化程序,具有通用性.     

一种新型四自由度并联机构的运动学分析

对一种新型的四滑块驱动的二平移二转动并联机构,进行了结构学分析,包括其自由度计算及输出运动类型分析;给出了位置分析的正、逆解,用一维搜索法求解了其数值位置正解,还对该机构的工作空间进行了分析。该机构可作为虚轴坐标测量机、并联机床及其他运动平台的可选机型,为该并联机器人机构的误差分析、动力学分析计算及工业应用奠定了基础。     

6-HUS并联机构位置逆解与运动学优化设计

针对并联机构设计过程复杂、设计周期长等问题,对6-HUS并联机构运动学逆解及相关参数的优化进行了研究.建立了运动学逆解方程并得到解析解,应用ADAMS软件进行参数化建模并仿真;通过解析解和模拟解的对比,验证模型的正确性;根据性能要求,以滑块最大速度最低为目标对机构结构尺寸进行了优化设计.分析结果表明:该方法方便快捷,缩短了设计周期,降低了产品成本,为同类机构的设计提供了较为精确的实用方法.     

求解并联机器人位置正解的通用方法

提出一种并联机构位置正解的通用方法.用赛登贝格(Seidenberg)算法首先对多项式方程组进行变元排序.借助多项式的伪除进行消元,同时多项式组不断分裂构成三角列,它们与原方程组具有相同的零点,不会出现增根.以6-SPS平台型并联机器人机构位置正解为例验证该算法的正确性,求得了机构全部位置解.计算过程采用了机械化程序,具有通用性.     

悬置式3自由度并联机构的位置及转动性能分析

提出了一种新型的空间3自由度并联机构,该机构的运动平台具有2个移动自由度和1个转动自由度。建立了机构位置的正反解,对机构的转动能力进行了分析,计算出机构动平台在空间运动时的转动角度。同时．可以使整个机构沿x、y方向移动,增加了机构的工作空间。     

三自由度正交球面并联机构姿态正解

结合国家“863”高技术发展项目，以开发基于球面并联机构的数控回转台为目标，建立了高效的运动学正解模型，并给出显式解析表达，为数控系统的开发提供理论依据。     

悬置式3自由度并联机构的精度分析

建立了悬置式3自由度并联机构的位置逆解模型;依据全微分理论建立了机构的误差模型,得到了该机构的输出位姿误差与各原始误差源之间的映射关系,对于给定的各结构参数和驱动误差,应用此模型可求出机构的输出位姿误差,为实际误差补偿提供理论依据.     

基于3-RRR结构的光学元件柔顺微动调整机构的位姿正解

针对光刻投影物镜中光学元件X/Y/θ微动调整的工程需求,研制了一种基于3-RRR结构的光学元件柔顺微动调整机构,并对其位姿正解进行了研究。建立了3-RRR柔顺并联机构的伪刚体模型,并采用矢量代数法理论推导了该机构的位姿正解,得到了它的理论雅克比矩阵。然后,在NASTRAN中建立了3-RRR柔顺并联机构的有限元模型,得到了仿真环境下该机构的位姿正解和雅克比矩阵。最后,对研制的3-RRR柔顺并联机构进行了实验研究,得到了该机构真实的位姿正解和雅克比矩阵。实验结果表明,实验雅克比矩阵的各项系数分别为0.577 7、-0.304 0、-0.283 3、0.002 1、0.524 6、-0.516 5、1.402 6、1.481 9、1.435 3,而理论雅克比矩阵相对应的各项系数分别为0.612 9、-0.3065、-0.306 5、0、0.530 8、-0.530 8、1.444 6、1.444 6、1.444 6,得到的数据表明:采用矢量代数法能够理论推导出该机构正确的位姿正解公式。提出的3-RRR柔顺微动调整机构位姿正解方法为微动调整机构的研制提供了设计依据。     

可用作虚轴坐标测量机的全解耦并联机构运动学分析

针对提出的一平移两转动全解耦并联机构易产生奇异位置及工作空间较小等不足，通过改变支链两移动副的位置，得到了一种改进型全解耦性质、自由度及运动输出保持不变的一平移两转动并联机构；给出了其运动位置的正逆解析解，得到并分析了工作空间形状及大小；与原机构在正逆解数、解耦性与工作空间形状及大小等进行了比较，证实改进型机构为一种优选机型，更适合于用作虚轴坐标测量机、机床及其他运动平台的实用机型。     

一种基于位置正解的并联机器人精度分析算法

利用杆长逐次逼近算法来求解并联机器人理想位姿以及有结构误差时的实际位姿，并用欧拉角表示机器人姿态，分析机器人位姿误差。通过仿真计算实例，证明该算法可快速高效求得机器人位姿误差。