一种新型三自由度并联机构及其运动学分析

提出了一种新型三平移并联机器人机构,运用螺旋理论分析了该机构实现空间三维移动的机构学原理及其自由度,判断了机构的主动副位置;给出了机构位置分析的正、逆解析解,对机构进行了速度、加速度分析并讨论了机构输入一输出运动解耦性.     

具有弱耦合无奇异特征的空间移动并联机构及运动学分析

针对并联机构输入/输出强耦合、存在奇异位形,影响实时控制的问题,设计一种弱耦合、无奇异空间移动并联机构,机构由两条CRR拓扑结构支链和一条UPS支链组成.利用螺旋理论分析了支链运动螺旋和约束螺旋,通过修正的Kutzbach-Grübler公式计算了机构自由度.选取支链驱动副,锁住驱动副得到约束螺旋,通过约束螺旋是否满秩...     

一种3-RPPS六自由度并联机构运动学分析与仿真

提出了一种新型六自由度3-RPPS并联机构,并介绍了其解耦特性和参考坐标系。建立了机构的运动学模型,得到机构运动学的位姿和速度解析表达式;采用极坐标边界搜索法求解机构的工作空间并计算工作空间的体积。通过数值仿真,得到了给定动平台运动规律下,支链的长度和速度变化规律以及机构的定姿态位置工作空间和定位置姿态工作空间,并优化得到工作空间体积最大时结构参数的取值范围。     

一种四自由度并联机构的标定技术

运动学标定就是对实际几何参数的估计过程，通过标定来减少动平台的位姿误差。本文对并联机构的标定技术进行了介绍，并对一种四自由度并联机构的标定过程以两种标定方法进行了说明，给出了仿真结果。     

新型三自由度平面并联末端执行器设计及其性能分析

针对飞机机身加工中传统手工钻铆工艺形成的结构疲劳性能低,易产生人为因素误差,以及钻铆机器人多为串联机构,加工精度不够高,极大影响了结构的质量,提出新型三自由度平面并联末端执行器,适用于平面曲线钻铆加工,保证加工位置精度,首先设计7种同类型三自由度平面并联机构,分别为RPP、RRP、RRR、RPR、PPR、PRP和PRR,选择灵活度较高的RRR进行机构逆解运动学分析,其次分析机构的奇异性,分析其运动空间,最后给定加工轨迹进行加工仿真测验,提出7种采用统一设计构件搭建的不同机构模型,为了提高钻铆加工精度及钻铆位置精度,使其应用性广泛。     

三自由度可调并联机构的位置与运动学分析

针对一种三自由度的球面并联平台机构,基于符号-数字方法,建立了机构的位置正解数学模型,在此基础上推导出了末端执行器(动平台)球铰质心点的速度、加速度的正反解数学模型,研究了机构的运动学特性。利用Matlab符号运算对模型进行实例求解,验证了该方法的正确性。研究了调节驱动杆杆长和速度时动平台位置的变化规律,对该机构的动力学研究提供了基础。     

三自由度平面全柔顺并联机构运动学分析

针对传统方法求解全柔顺并联机构Jacobian矩阵存在奇异性的缺陷,基于三自由度平面全柔顺并联机构的伪刚体模型,提出一种微位移法来求解机构的Jacobian矩阵。先建立机构的伪刚体模型,并采用传统方法和微位移法得到机构的输入输出Jacobian矩阵;通过HyperMesh软件仿真和实验测试分别得到机构动平台中心点位移的仿真值和实验值。最后,将两种方法得到的理论值分别与仿真值、实验值进行对比。对比结果表明:与传统法相比,微位移法的计算精度较高,误差较小,且验证了Jacobian矩阵的有效性,为全柔顺并联机构的运动特性分析提供了参考。     

一种新型3自由度并联机构运动学分析

首先建立3-PSS机构的位置方程,根据方程的特点,将该机构简化为一简单的等效机构,进而求出机构的位置正、反解的解析表达式。最后根据该机构的工作空间的特性,考虑了铰链摆动角的限制条件,给出了工作空间的解析式。本文所得的结果是进行3-PSS机构的其它特性分析和开发并联机构装备的基础。     

四自由度部分解耦并联机构运动学和性能分析

针对并联机构强耦合性导致的运动学分析复杂、控制难度大、工作空间小等问题,设计了一种新型四自由度并联机构。采用螺旋理论分析了机构的运动特性,得知该机构具有两转动两移动自由度,可由4个移动副驱动;建立了机构的位置数学模型,得到了位置反解表达式,分析了运动部分解耦特性;对机构进行了速度分析,推导了速度雅可比矩阵;基于雅可比矩阵对机构进行了奇异分析,得到了机构的奇异位形;分析了机构的条件数指标,通过添加冗余驱动分支消除了奇异位形,提升了机构的条件数性能,并验证了该机构具有较大的工作空间。     

三自由度并联机器人运动学和动力学建模与仿真

为解决三自由度并联机器人运动学正解求解困难和动力学建模复杂等问题,利用一种三闭环矢量法建立并联机器人运动学模型,并且采用三球体交叉点法,对并联机器人的运动学正解问题进行分析;运用虚功原理对并联机器人进行动力学建模,使得求解和建模过程变得简单、详细和直观。在MATLAB中建立模型,并在V-REP软件中进行仿真验证,搭建物理环境,对整机系统进行试验研究,验证了运动学和动力学模型的正确性和实时性     

一种三平移并联激光加工机床的运动学研究及仿真

结合并联机构与激光技术的特点,提出一种三自由度平移并联激光加工机床.介绍了并联激光加工机床的组成部分,并应用机器人机构拓扑理论计算其自由度,进行了并联机构的运动学逆解分析.通过运动学仿真,模拟了机床的运动轨迹,验证了并联激光加工机床运动学性能与设计的合理性.     

3-PSR并联机构运动学和动力学分析

建立3-PSR并联机构的约束方程,求解3-PSR并联机构的运动学正逆解.在此基础上,求解3-PSR机构的速度雅可比矩阵以进行动力学分析.采用凯恩法建立动力学模型,以动平台位姿为参数,对机构各构件进行受力分析,并转化为3个驱动滑块的等效驱动力.通过对比MATLAB和ADAMS仿真结果,总结了该机构的基本动力学性能.研究结...     

基于差分进化的六自由度并联机构运动学正解

6自由度摇摆台因其具有刚度大、承载能力强、惯性小、位置误差不积累、易于力反馈控制等优点得到了越来越深入的研究与应用。通过分析6自由度并联机构的结构与运动学模型,提出了一种具有全局寻优的基于差分进化的位置正解方法。差分进化方法在充分借鉴遗传进化算法的思想基础上,采用了3个基因的相对信息,可以较好地提升算法的全局寻优能力,而且算法采用实数编码方式更容易在实践中应用。仿真表明了该算法对求解问题起到了很好的全局优化作用。     

基于ADAMS和MATLAB的3 PPR并联机构运动学分析与仿真

以3-PPR并联机构为研究对象,详细论述了该并联机构的结构形式,采用图解法对机构的工作情况进行了分析,运用欧拉角姿态旋转矩阵和矢量法对该并联机构的位置逆解进行求解。其次,又根据该并联机构本身结构的机械结构几何尺寸特点以及机构在运动过程中尺寸位置之间的关系,对该并联机构的运动学正解进行了求解。最后通过在ADAMS和MATLAB中对该并联机构运动学模型进行联合仿真,将求出的结果进行对比分析。     

一种6-TPS并联机构位置正解的快速解法

研究6-TPS并联机构的位置正向求解方法.建立了6-TPS并联机构的通用运动学模型,提出了一种位置正解的数值求解方法,推导了位置正解迭代格式,并利用MATLAB进行了6-TPS并联机构的位置正解数值仿真,结果表明求解程序稳定、快速、有效.     

4 RRR冗余并联机构的运动学分析

针对4-RRR冗余并联机构的输入及输出构件间的位置关系展开研究。基于运动螺旋理论,分析了该机构的自由度性质,并确定了主动副的位置;建立了机构的逆运动学方程及正运动学方程,并对给定运动平台的位姿进行了数值计算,以验证所建立方程的正确性;研究了机构的运动解耦性以及运动平台的工作空间大小与连杆长度变化的关系;最后,对给定运动平台的运动方程下主动副的输出转角进行了数值仿真。     

一种组合并联机构的运动学分析及刚度分析

以一种新型的可实现3-PUU机构和3-UPU机构的组合并联机构为对象,对该机构在可实现两种并联机构的情况下分别进行机构自由度分析、运动学分析,得出机构的运动学正逆解以及雅克比矩阵,根据所求出的雅克比矩阵进一步对机构进行机构刚度分析,并用MATLAB软件求解刚度值,绘制出在给定的位姿时上下平台的相关结构参数对整体刚度值的影响曲线图,为此组合并联机构的进一步分析提供了理论分析的依据,对组合并联机构的设计具有一定指导作用。     

3 RPRR空间并联机构的自由度及位置分析

根据约束螺旋理论分析3-RPRR空间并联机构各分支的运动螺旋和约束螺旋,确定了该机构只有3个纯移动自由度,并对其输入原件选取的合理性进行了判断。通过D-H法建立各分支连杆坐标系,建立机构的位置方程。最后,利用同伦算法,对该并联机构位置方程进行正解的数值求解。