基于旋量理论的RRRP机器人正运动学分析研究

对机器人正运动学的分析研究是实现控制和轨迹规划的基础。介绍了旋量理论,基于李群李代数和旋量理论建立了RRRP机器人的运动学模型;根据指数积公式进行了机器人运动学正解分析并建立了运动学方程,对比D-H参数法具有更为明确的几何意义和简洁性;利用ADAMS软件进行了运动学仿真,直观的显示了机器人的运动规律,且运动学正解方程得到的结果与仿真数据之间的误差不超过0.05。结果表明:由旋量理论和指数积公式建立的机器人运动学方程的正确性,以及旋量理论应用于类似刚体系统运动学分析的可行性。     

旋量理论在机械臂末端执行器运动精度分析中的应用研究

虽然D-H参数法已广泛用于机械臂的运动建模和分析,先前文献中建立机械臂手爪运动误差数学模型主要基于D-H参数法或者修正后的D-H参数法,但D-H参数法在技术上存在根本的缺陷,即所有运动都是关于x和z轴的,无法表示关于y轴的运动。因此用D-H参数法所建立的机械臂手爪运动误差数学模型中无法体现关于y轴所产生的误差。为解决此问题,利用旋量理论建立了一模块化机械臂末端执行器运动误差的数学模型。利用算例对这种方法进行了分析,证明利用旋量理论建立误差模型是有效的。     

基于旋量理论的RRRP机器人逆运动学分析研究

对机器人逆运动学的分析研究是实现控制和轨迹规划的基础。介绍了旋量理论和逆运动学指数积公式;基于旋量理论和指数积公式进行了机器人逆运动学子问题的分析;最后,根据机器人的结构特点,建立了RRRP机器人的逆运动学模型,将整体逆运动学问题的求解划归为相应子问题的求解,得到了给定末端工具位姿条件下关节变量的表达式。整个过程显示了旋量理论在逆运动学分析中对比D-H参数法的优越性和简洁性,为类似运动学乃至动力学的分析求解提供了新的思路。     

基于装配特征的零件自动装配

研究了装配模型技术，提出了一种根据零件及其装配特征的参考原点和装配基准面来确定零件移动位置和方向的方法，从而完成自动装配，可大大地减少计算机辅助装配系统输入的数据量，提高了装配速度。采用这一方法开发了基于CAXA平台的夹具快速装配子模块，取得了较好的效果。     

基于旋量理论的被动式跟踪测量系统误差分析与补偿

被动式跟踪测量系统由一个二维旋转平台和一个径向伸缩机构组成,用于测量目标的空间坐标。伸缩机构的末端固定有一个标准球,该标准球被目标磁吸,其径向位移由直线光栅尺测量。二维转盘的旋转角度由两个各自的圆形光栅测量。分析了被动式跟踪测量系统的主要误差来源,基于旋量理论建立了误差模型。最后,利用三坐标测量检测误差模型的补偿效果。经过误差补偿后,被动式跟踪测量系统在450×450×200mm空间的最大测量误差降低到132.2μm。     

基于旋量理论的四足机器人运动学分析

在调研分析当前足式机器人的研究进展的基础上,提出一种基于旋量理论的四足机器人运动学建模方法.运用旋量理论建立其运动学模型,建立各个关节的速度螺旋后根据罗德里格斯公式推导出该四足机器人的正运动学显式解析解,运用空间几何方法推导出该四足机器人的逆运动学显式解析解.最后运用专业多体动力学仿真软件Adams对所设计的四足机器人进行运动学仿真分析,验证了运动学理论推导的正确性及改四足机器人设计的合理性.提出四足机器人运动学算法的显式解析解,特别适用于对四足机器人控制有实时性要求的应用场景,为足式机器人的实时控制打下坚实的算法基础.该四足机器人运动学算法对后续的四足机器人甚至足式机器人的动力学、轨迹规划、步态规划研究都具有重要的参考意义.     

基于旋量理论的四足机器人运动学分析

在调研分析当前足式机器人的研究进展的基础上,提出一种基于旋量理论的四足机器人运动学建模方法.运用旋量理论建立其运动学模型,建立各个关节的速度螺旋后根据罗德里格斯公式推导出该四足机器人的正运动学显式解析解,运用空间几何方法推导出该四足机器人的逆运动学显式解析解.最后运用专业多体动力学仿真软件Adams对所设计的四足机器人进行运动学仿真分析,验证了运动学理论推导的正确性及改四足机器人设计的合理性.提出四足机器人运动学算法的显式解析解,特别适用于对四足机器人控制有实时性要求的应用场景,为足式机器人的实时控制打下坚实的算法基础.该四足机器人运动学算法对后续的四足机器人甚至足式机器人的动力学、轨迹规划、步态规划研究都具有重要的参考意义.     

基于多色集合理论的机床进给系统装配精度模型

为了弥补在机械装配过程中产品装配精度难以保证的不足,提出一种基于多色集合理论的产品装配精度模型,为设计者在设计阶段提供一种有效的装配精度自动化计算手段。该模型提供了一套计算机辅助装配体装配精度自动生成流程,模型中构建了装配约束关系矩阵、装配特征表面约束围道关系矩阵、装配公差类型围道布尔矩阵及装配空间关系围道布尔矩阵,并采用邻接矩阵的方式对其进行计算机存储,实现了从提取零件装配表面特征及特征约束到装配体整体精度之间的全过程映射。该模型同时包含设计过程中需要考虑的产品功能需求、几何特征、公差准则、公差分配规则等外在约束条件,进一步说明了模型的准确性和实用性。通过该模型在数控机床进给系统的应用验证了模型的有效性。     

基于雅可比旋量模型的装配体公差统计分析

以SDT(Small Displacement Torsor)理论为基础,研究了平面特征在两种不同类型公差作用下的SDTI(Small Displacement Torsor with Interval)模型及旋量参数间的约束关系。针对装配体公差统计分析中传统随机取值方法存在的不足之处,提出了一种考虑旋量参数间约束关系的装配体公差分析方法,并以顶针为实例进行了分析对比,结果表明考虑参数约束关系的公差分析方法相对于传统方法提高了公差分析的精度。     

机构学与旋量理论的历史渊源以及有限位移旋量的发展

旋量理论以其简洁的形式,数学的概括性在许多科学领域尤其是机构学领域得到深入而广泛的应用,但其历史发展仍不为学者们所充分了解。从最初的几何体研究导致新机构的发明,到旋量理论与旋量代数、李群与李代数的提出以及发展直至形成旋量理论体系,详尽阐述机构学与旋量理论的历史渊源以及有限位移旋量的发展,进行历史性的详尽查证与研究。引经据典,回顾旋量理论自18世纪的研究开发,以及与其他数学分支的关联,同时回顾有限位移旋量自20世纪50年代后尤其是20世纪90年代的发展,探讨《机构学与机器人学几何基础与旋量代数》专著中阐述的有限位移旋量与瞬时旋量以及李群、李代数的关联。     

斯太尔工程机械用起动机总装螺杆断裂的改善

斯太尔起动机的总装螺杆断裂以后,会掉进起动机的内部,与旋转的电枢相互摩擦,从而发生起动机短路的现象。通过提高总装螺杆的抗拉强度和冲击韧性的办法,从而大大减少了总装螺杆断裂的故障件。     

滚珠丝杠副返向器反相位布置方式分析

多列布置的滚珠丝杠副会由于各列载荷分布不均出现滚道磨损问题,对于重载滚珠丝杠副这一问题尤为突出.通过对螺母上返向器反相位布置方式的介绍和原因分析,提出返向器反相位布置后使得各列滚珠所受栽荷更加均匀,丝杠、螺母受力情况得到改善,特别有利于滚珠丝杠副存在安装误差时的受力平衡.也分析了采用返向器反相位布置方式时螺母尺寸的影响...     

基于旋量理论凯恩动力学方程的开链机器人动力学分析

简介了主动力旋量、惯性力旋量、偏速度旋量、偏速度旋量矩阵及开链机器人旋量理论凯恩动力学方程.以三连杆开链机器人为例分析了其动力学.     

汽配紧定螺钉装配装置控制系统设计

介绍一种应用于多角度的螺钉装配的汽配紧定螺钉装配装置的控制系统设计。其汽配紧定螺钉装配装置包含动力旋转螺钉装配起动、装卸装置动作以及计数等工作,装卸装置动作利用气动实现4个工作需求,即完成了送料、备料、卸料、螺钉导向升降输出,应用表明本装置设计合理,操作简易和维修方便。     

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。     

滚珠丝杠副卡死现象原因分析

高效传动滚珠丝杠在装配完成后经常会出现卡死现象。一般情况下滚珠丝杠副生产厂家认为是丝杠与螺母间隙过大或不适当预紧造成的,但却一直未能做出合理的解释。本文通过理论分析说明了滚珠丝杠副卡死的机理和给出了造成丝杠副出现卡死的主要因素。     

旋量理论概述

从力学角度对旋量的概念、基本要素和类型进行了系统阐述。从刚体力学理论导出了运动学旋量和动力学旋量的形式,重点分析旋量的力学意义。分析了旋量相对于机构学其它研究方法的优点,并介绍了旋量在机构自由度计算、机器人运动学、动力学方面的应用。对旋量理论在串、并联机器人领域的研究现状和发展趋势进行了综述。     

环路螺旋理论在并联机器人机构分析中的运用

3T1R新型并联机器人采用了环路支链这种特殊的结构设计,因此采用常规的几何学分析具有其局限性和复杂性。本文采用了环路螺旋理论对其支链结构进行分析和总结,从而提出设计环路支链的新的方法,并在此基础上设计出具有环路支链的3R1T并联机器人,为具有环路支链并联机器人的设计提供了一条新的研究途径。     

加工中心机床滚珠丝杠结合面的动态特性

研究加工中心机床滚珠丝杠动结合面的动态特性，运用机械阻抗凝聚法和子结构综合法，建立了该结合面的力学模型。据此提出动特性设计方法，并在改变两种工况参数的条件下，识别出７种不同外载荷与５种不同预紧载荷时的结合面动态参数数据，供整机ＣＡＤ系统使用。     

非圆等距螺旋曲线零件的数控铣削加工分析

分析了非圆等距螺旋线数控铣加工的原理,通过实例,从理论与实际操作介绍如何用宏程序和MasterCAM编制非圆等距螺旋曲线加工程序。