多输出3D打印冗余并联机器人的设计与分析

设计了一种新型多输出3D打印机器人,该机器人机构以Delta并联机构为主构型,以Stewart并联机构为辅助构型,在末端执行器上布置多个打印头,实现多输出。根据建立的运动学模型,分析了该机器人机构的运动学反解,得到速度雅可比矩阵,解得各驱动关节的速度和加速度。给定动平台的运动轨迹,仿真分析了机构的运动协调性,并对机构的灵巧性与静刚度进行了分析。     

基于RecurDyn的3D打印并联机器人机构的运动学分析与仿真

以3D打印并联机器人3-PUU机构为研究对象,对其进行运动学分析。通过坐标的方式对3-PUU机构进行运动逆解,推导出映射并联机构的主动关节输入速度矢量和动平台输出速度矢量关系的雅可比矩阵。利用Pro/E三维建模软件建立了虚拟样机模型,通过多体系统动力学仿真软件Recur Dyn对实体模型进行了运动学仿真分析验证了理论求解的正确性,通过该仿真分析,不仅能直观地证明所建立的数学模型的正确性,更为以后的并联机器人机构的动力学分析、轨迹规划控制奠定了基础,也为机构的优化设计提供了方向。该机构在3D打印、医用机器人等领域有潜在的应用前景。     

五自由度3D打印并联机器人设计及分析

为实现多向3D打印,设计了一种新型五自由度3D打印并联机器人,该机器人具有两个转动自由度和三个平动自由度,其特点是采用铰接的动平台以获得大的工作空间。根据建立的运动学模型,计算了该机器人机构的运动学反解,分析了定姿态位置工作空间和定位置姿态工作空间,用螺旋理论方法建立了速度雅可比矩阵,在此基础上分析了五自由度3D打印并联机器人的奇异性、灵巧性,并进行了运动仿真分析。研究结果表明,所设计的五自由度3D打印并联机器人具有大的位置工作空间和姿态工作空间,该机器人在工作空间内存在奇异位置,通过添加冗余驱动后可以消除奇异位置,并且具有良好的灵巧性,适合多向3D打印。     

并联结构的3D打印系统设计与分析

设计了一种具有并联传动机构的3D打印系统,对系统的运动原理进行了分析,以及阐述了斜杆长度、斜杆夹角和水平偏差产生的原因,通过对3D打印系统加工零件精度有关的挤出倍数、喷嘴直径、分层厚度、喷嘴温度与热床温度等工作参数的分析和优化,保证加工零件的精度。采用PLA塑料作为加工材料,完成了具有燃料电池双极板的加工,通过平行流道和蛇形流道燃料电池的工作性能实验,证明了3D打印系统运行的有效性,为后续3D打印系统应用于燃料电池复杂流道的制造奠定了基础。     

3-DOF并联机器人运动学建模与实验验证

对3-DOF并联机器人进行物理模型简化并建立运动学数学模型,以此模型为基础研究机器人位置控制系统并开发实验平台的软件控制系统。搭建了由机械、电气和软件三大系统组成的实验平台,进行实验并将实验数据与理想数据对比分析。分别用角度仿真法和坐标规划法,验证了实验平台运动学模型正确性。     

3-PCR并联机器人机构的运动学分析

对一种新型的空间三平移并联机器人机构进行了运动学研究。基于机器人机构的约束方程,求得该机构的位置反解;使用Bezout消元法得到该机构的位置正解的解析解,并通过实例验证了其正确性;建立了三个输出运动参数与三个输入运动参数之间的速度和加速度关系的数学模型,得到机构速度、加速度正反解;通过算例及仿真对所规划的运动轨迹进行验证。     

3-RSS同轴驱动布局并联机构的打磨机器人设计与运动分析

针对目前串联型打磨机器人在打磨球面时存在刚度不足的问题,提出一种3-RSS同轴驱动布局并联机构工具型打磨机器人.同轴驱动布局是将驱动布置在同一轴线,主体由基柱和3组可以绕基柱旋转的机械臂构成,每个机械臂外接支链杆簇,3组支链杆簇与末端打磨头相连.通过构型分析、结构设计,建立同轴驱动布局打磨机器人模型,并对模型进行运动学...     

3自由度并联机器人研究进展分析

并联机器人作为一种新型机器人,具有刚度高,误差小,动力性能强等特性。根据大量并联机器人文献,介绍了多种结构形式的3自由度并联机器人,分析其不同结构形式下的工作空间与可操作性研究方法,探讨其典型误差补偿方法,对其今后的相关研究具有借鉴意义。     

基于3D打印的减速机传动系统实验模型

为降低减速机产品研发的技术难度与实验成本,以某型二级减速机系统为依据,设计开发了基于SolidWorks平台的数字化样机,并利用正弦函数构建电机驱动表达式,通过Simulation/Motion模块对其传动系统进行运动学仿真分析。在此基础上,利用C语言编程和STC12C5A60S2单片机开发,设计建立了二级齿轮传动系统控制模块,并借助3D打印构建了齿轮三维制件,最终搭建形成了一套针对减速机传动系统控制的机电一体化模型。可方便快捷地实现不同工况转速下的齿轮传动特性测试与实验验证,为减速机产品的设计开发提供了有效的实验思路与支持平台。     

基于3D打印和Arduino的单臂轮式机器人的设计

为解决智能移动机器人研发时间长,生产效率低等问题,介绍了一种基于3D打印和Arduino的单臂轮式机器人的设计方案。该方案利用UG三维建模、3D打印技术对机器人的硬件结构设计及制造,采用Arduino单片机对机器人的软件系统开发,运用模块化开源的程序设计,对机器人的运动和避障进行控制。试验证明,该方案切实可行,能实现传统制造方法难以进行的复杂原型设计及制造,缩短研制周期,对于智能移动机器人的研发具有一定的参考价值。     

3自由度桑性并联机器人的实验研究

柔性臂在运动过程中不可避免的产生弹性振动,其末端轨迹便在理想轨迹附近振动.利用采用两种方法对3-RRR柔性并联机器人动平台轨迹进行测量:3D光学测量仪OPTOTRAK,以及基于线尺传感器的数据采集系统,并对实验结果进行了对比.     

3-URS并联机器人位置分析

机器人的位置分析是其设计与应用的基础.介绍了一种3-URS6自由度并联机器人,基于其结构布局特点,推导出这种机器人的位置正、反解方程式,并得到了其位置正、反解的封闭解,在考虑其结构约束的情况下,绘制了定姿态工作空间的截面图和三维立体图,为这种机器人设计及应用奠定了理论基础.     

CT导航并联机器人构型设计及分析

为满足医疗上的任务灵活空间的要求,提出了一种新型的机器人机构,并从定义上考证,确定为单闭链并联机器人构型.文中用螺旋理论的矢量形式表示了运动输出特征方程,根据机器人机构拓扑结构理论分析了机构的活动度,同时通过公式对任务灵活空间进行了分析,绘制了动平台空间姿态随参数变化的规律表,提出了影响并联机构任务灵活空间的关键参数.对并联机器人构型的设计提供了一种理论上的参考.     

一种新型四自由度并联机器人机构的设计与分析

提出了一种新型四自由度并联机器人机构,该机构能实现空间的三维移动和一维转动。利用螺旋理论对机构进行自由度分析和瞬时性分析,验证了构型方法的正确性。通过对机构进行输入输出关系分析,求得机构的雅可比矩阵为4×4阶对角阵,证明了机构的完全解耦和完全各向同性。因此该机构控制简单,具有较好的运动和力传递性能以及实用价值。     

一种新型伪四自由度并联机器人的设计与分析

通过对传统并联机器人结构与性能的分析,设计了一种新型的伪四自由度并联机器人,克服了传统机器人驱动电机数量与自由度数量相等的障碍,有效地简化了四自由度并联机器人的制作工艺。将旋转轴固定在静平台上,两根主动臂与从动臂固定于动平台上,构成二自由度并联机构;两输出轴驱动两根主动臂旋转,带动末端执行机构在二维平面内运动;旋转轴驱动动平台进行旋转,实现末端执行机构在三维平面内的运动。分析了伪四自由度并联机器人的结构特点以及工作原理,建立了运动学模型,对其工作空间进行动态仿真并搭建硬件平台进行实验测试。实验结果表明该伪四自由度并联机器人能够提高运行速度并能准确定位抓取,实现四自由度机器人功能。