3-PRPR柔性并联机构的工作空间分析

介绍了一类新颖的空间柔性并联机构,基于"伪刚体模型"理论建立其运动学逆解模型.通过选择合适的压电陶瓷驱动器、弹性铰链和材料,确定由压电陶瓷驱动范围及各位置上柔性铰链允许转角范围所限定的约束条件,进行了相应的工作空间分析,给出了机构可迭工作空间的可视化描述.利用有限元方法考察了所设计柔性并联机构的性能,仿真试验验证了所建运动学模型的正确性.     

混联贴标机构运动学分析及工作空间研究

根据成捆圆钢端面贴标的工程应用场景提出一种新型3T2R混联机构,该机构由3-RRP~(4R)R并联机构和2自由度旋转串联机构串接而成。提出运用两次蒙特卡洛法相结合的办法求解混联机构工作空间。建立混联机构运动学模型,根据并联机构的几何关系得到反解方程,并确定并联机构工作空间的约束条件,采用蒙特卡洛法得到并联机构工作空间内的点集;根据坐标变换矩阵求得串联机构运动学正解及混联机构运动学正解,并将并联机构工作空间内的点坐标代入混联机构位置正解中,采用蒙特卡洛法得到混联机构的工作空间内的点集。     

空间并联机构运动学与动力学逆解的模块化计算方法

应用模块化计算方法研究了空间并联机构的运动学与动力学逆解,计算效率能够满足实时控制的要求。通过对各类支链运动学及动力学逆解的分析,应用牛顿-欧拉法并引入拉格朗日乘子建立了空间并联机构的动力学逆解模型,提出了空间并联机构运动学与动力学逆解模块化计算软件的系统构架。结果表明该方法适用于各类非冗余空间并联机构的运动学与动力学逆解的自动建模和可重构设计,并给出了一种新型并联机构的分析实例。     

并联机构六维控制器的运动学性能分析及尺度优化

针对一种含子闭环3-5RUU并联机构的六维控制器进行运动学性能分析和尺度参数优化。首先用附加传感器的方法计算3-5RUU并联机构运动学正解,并求得了唯一解;其次建立了运动学逆解模型,根据运动学逆解,建立了工作空间的约束条件,通过MATLAB编程对机构进行了定姿态的工作空间分析;然后采用单一变量分析法得到了并联机构尺度参数与定姿态工作空间的关系;最后以工作空间最大为优化目标,利用遗传算法优化了机构杆长参数,使六维控制器的有效工作空间更大。结果表明:六维控制器的工作空间提高到原来的3倍以上。     

新型三平移并联机构的运动分析和工作空间分析

分析了一种新型三平移并联机构,求出其运动学正解和反解,在运动学反解的基础上系统讨论了该机构的工作空间的约束条件.提出了运用Matcom将Matlab和VC 结合起来进行混合编程的方法,得到了并联机构工作空间的形状,分析结果表明该机构具有较好的工作空间.该并联机构可广泛应用于工业装配机器人、虚拟轴并联机床和多维减振平台等领域.     

Gantry-Tau并联机构运动学分析

针对目前大部分的并联机构工作空间小这一缺点,研究了一种新型的3自由度并联机构。通过约束螺旋理论分析了机构的自由度,该机构具有2个平动自由度和1个转动自由度;进一步用解析的方法研究了该并联机构的运动学正反解;最后给出了该机构运动学的数值算例,为该类并联机构的进一步研究和应用提供参考。     

Gantry-Tau并联机构运动学分析

针对目前大部分的并联机构工作空间小这一缺点,研究了一种新型的3自由度并联机构。通过约束螺旋理论分析了机构的自由度,该机构具有2个平动自由度和1个转动自由度;进一步用解析的方法研究了该并联机构的运动学正反解;最后给出了该机构运动学的数值算例,为该类并联机构的进一步研究和应用提供参考。     

3-PUU并联机构工作空间分析与优化设计

提出一种新型3-PUU并联机构,对该并联机构进行运动学分析,得到了3-PUU并联机构的运动学反解,在此基础上,分析了移动副和虎克铰对工作空间的限制。采用三维极限搜索法求解了工作空间。对该并联机构的工作空间进行了优化分析,为并联机构的构型设计和进一步研究奠定了基础。研究结果表明,该种机构具有较好的实际应用前景。     

一种新型五轴联动机床的运动控制研究

以一种基于三坐标并联动力头的五轴联动机床为研究对象,通过矢量链方法建立机构从工作空间到关节空间的运动学模型,基于Turbo PMAC控制器设计运动控制需要的的硬件平台,在LabVIEW开发环境下基于Active X技术开发软件平台,采用驱动器增益自整定结合控制器的PID及运动学前馈方法进行伺服驱动控制,针对并联机构运动学特点,在控制器内嵌入运动学算法,经过工作空间和关节空间二次插补的方式进行轨迹控制,最后通过五轴加工实验检测伺服驱动控制和轨迹控制的有效性。     

新型3-DOF冗余并联机构运动学和工作空间分析

因具备更高刚度、更好动力学性能等特点,冗余驱动并联机构越来越多地应用于各行业中。提出一种支链为双滑块结构的3-DOF冗余并联机构,基于位置正、反解分别推导了机构的运动学方程,并结合反解方程和MATLAB对机构进行运动学仿真,绘制了驱动位移、速度曲线;结合运动学分析结果与正解方程对机构工作空间进行分析,绘制了机构三维工作空间;运动学、工作空间分析结果表明,机构在工作空间内运动平稳,无位移、速度突变等情况,且工作空间关于XOZ面具有良好的对称性;研究结果为该构型冗余并联机构的实际应用提供了基础。     

平面闭链五杆机构柔性工作空间的研究

工作空间的研究是平面闭链机器人的基本问题之一。应用隐函数定理,推导出平面闭链五杆机构柔性工作空间边界的条件,即输出杆与相连的连架杆重合或拉直,以及另一连架杆与相连的连杆重合或拉直。然后利用两个开链二杆的工作空间的交集和四杆机构连架杆的转动范围,分析平面闭链五杆机构满足工作空间边界条件的边界曲线的构成。在此基础上建立相应的数学模型,提出平面闭链五杆机构的工作空间求解算法。最后,通过算例验证了数学模型的正确。     

6-UPS并联机床误差分布特性

为确定6-UPS交叉杆式Stewart型并联机床BJ-04-02(A)的加工精度特性,运用逆向思维方式,从刀具平台发生给定位置误差、姿态误差时驱动杆长度的变化中获得机床精度信息。计算了工作空间内各位置点、各姿态下刀具平台发生给定位置误差、姿态误差时驱动杆长度的变化量;通过极值、倒数等运算,获得了单位杆长误差引起的刀具平台位置、姿态误差的上下限,并给出了位姿误差在工作空间内的分布特性。     

欠秩三自由度3—RPS三维卡当机构的工作空间分析

研究了新型三自由度的３ － Ｒ Ｐ Ｓ并联角台机构，根据其结构特点建立了位移反解方程；并且在全面考虑约束条件的前提下，利用数值解法求得了它的工作空间边界点，描绘了其工作空间典型截面的边界轮廓曲线和立体图。     

一种新型6-PTS并联机器人工作空间分析

工作空间是评价并联机器人工作性能的重要指标.以一种由Stewart平台演绎而来的正交6-PTS并联机器人为研究对象,介绍了其机构特点.基于运动学逆解,分析了各分支间的干涉约束、运动副的转角约束和杆长约束,运用搜索法得到其不同高度截面的工作空间图以及三维定姿态工作空间图.工作空间的研究为此类并联机器人的应用与设计提供了直接依据.     

山地自行车后悬架机构优化设计方法

分析山地自行车后悬架主要类型,将其归纳为单铰结构、摇臂驱动四杆机构和连杆驱动四杆机构三类。在归纳现有山地自行车后悬架机构图谱的基础上,建立减振器所受轴向力与后轮轴所受垂直力之比与后轮轴角位移的映射关系,探讨这种关系对骑行振动舒适性及操控性的影响。以典型样车为例,比较不同形式后悬架机构力比映射特性的差异,得到四杆机构后悬架刚度小于单铰结构后悬架刚度的结论。在此基础上,通过分析找出影响后悬架系统性能的设计参数为：连架杆长度、连杆长度和减振器与车架连接的位置,并以这些参数为设计变量,以实际结构空间限制为约束条件,以设定的力比曲线为优化目标,通过典型实例优化后悬架系统的设计参数,给出一种后悬架机构尺度综合方法。     

一种二自由度并联平面机构的尺度综合

在确定机构装配方式基础上,求解了二自由度并联机构的位置正反解和速度雅克比矩阵。综合考虑机构工作空间和机构传动角,提出了一种机构尺寸设计的新方法。选择可操作度作为灵巧度评价指标,结合该指标对基于工作空间的尺度综合结果作进一步分析和验证。这个尺度综合方法有益于机构的设计与应用。     

基于工作空间的球面5R并联机器人机构设计

研究球面2自由度2R串联机器人的可达工作空间,并对之进行分类.在此基础上研究球面2自由度5R并联机器人的理论工作空间形成原理,根据理论工作空间的形成条件建立该并联机器人的设计空间,设计空间内包含球面2自由度5R并联机器人机构的所有尺寸型.在设计空间内寻找理论工作空间形状发生变化的机构临界尺寸条件,这些条件将设计空间划分为不同的子区域,不同子区域所对应的球面2自由度5R并联机器人尺寸型机构具有不同形状的工作空间,从而在全部设计空间内对该机器人理论工作空间的形状进行详细分类.探讨该并联机器人机构的工作空间面积性能指标与杆件尺寸之间的关系,并在设计空间里绘制相应的工作空间面积性能图谱.工作空间形状和面积大小是进行机器人机构设计的重要参考依据.     

齿轮四杆机构连杆轨迹的尺度综合研究

建立了带有预定时标齿轮四杆机构连杆轨迹的数学模型，导出了计算机构实际尺寸和安装位置尺寸的数学公式，提出了通过对连架杆摆角算子进行快速Fourier变换（简称FFT），建立其数值图谱库，经过模糊识别进行连杆轨迹尺度综合的方法；最后给出了齿轮四杆机构连杆轨迹尺度综合的算例。     

新型灵巧手指驱传动方式的研究

机械灵巧手指的驱传动方式是灵巧手设计的难点,目前常用的绳索滑轮方式存在着传递刚性不足等问题。设计了一种基于闭式链连杆机构的灵巧手指,可以有效地传递关节动力,而且能够提供刚性传递;分析了机构的自由度和运动学;分析了闭式链传动机构的零点设置对机构不定位形的影响,并进行了机构三维模型的建立和运动仿真;运动仿真结果表明机构在需要的工作空间下无干涉现象,运动性能良好。     

KINEMATIC DESIGN OF A RECONFIGURABLE MINIATURE PARALLEL KINEMATIC MACHINE

The kinematic design of a reconfigurable miniature parallel kinematic machine is dealt with. It shows that the reconfigurability may be realized by packaging a tripod-based parallel mechanism with fixed length struts into a compact and rigid frame with which the different configurations can be formed. Utilizing a dual parameter model, the influences of the geometrical parameters on the dexterous performance and the workspace/machine volume ratio are investigated. A novel global performance index for the dimensional synthesis is proposed and optimized, resulting in a set of dimensionless geometrical parameters.