3-PTT并联微操作机器人机构误差分析

通过矢量分析方法,分别讨论了3-TT并联机构和两级3-TT串并联微操作机器人机构的误差建模,研究了关节误差和驱动输入误差与机器人输出误差之间的关系,得到机器人机构的误差模型方程,为微操作机器人的误差补偿提供理论指导.     

四自由度并联微操作机器人的运动学分析

分析了2RPS+2TPS型四自由度并联微操作机器人机构的运动学特性;采用微分法推导了微位移增量矩阵的一般表达式以及输入、输出位移的雅可比矩阵;建立了微操作机器人的运动学方程、速度方程、加速度方程的显式正逆表达式,为微操作机器人的动力学与控制研究奠定了理论基础。     

并联机器人设计理论及其关键应用技术研究

并联机器人采用了一种“知识密集”型并联机构,国际上公认并联机构的设计是较困难的热点问题．本文论述了国内外有关并联机器人研究的现状,讨论了并联机器人设计理论和创新方法以及在六维力传感器、六维鼠标、六自由度并联微操作机器人、五轴并联机床等方面的应用．本文对并联机器人研究有重要的理论与实际意义．     

并联6-SPS机器人动力学分析

并联 6-SPS机器人是一种特殊结构形式的机器人 .通过对其动力学问题进行探讨 ,给出了并联6-SPS机器人系统的动能、惯性张量、惯性力的矩阵表达形式 ,利用动力学普遍方程建立了运动控制方程 ,得到了机构 6个液压缸的驱动力和上平台所受广义力之间的关系式 ,并进行了计算机仿真计算 ,为并联机器人的结构设计和动力控制提供了依据 .该分析方法简明、实用 ,公式形式整齐 ,便于编程计算 .     

基于方位特征集的两平移一转动并联机构综合及分类

基于方位特征集的并联机器人结构综合的一般方法,全面系统地对两平移一转动的并联机器人机构进行了结构类型综合,对包含有两平移一转动输出的单开链支路进行了分析与研究,筛选出符合条件的单开链类型,并对单开链支路进行排列组合得到一系列两平移一转动输出的并联机构。文中给出了其中38种结构类型,并按单开链支路类型对设计的两平移一转动并联机器人进行分类。     

并联机构运动学与奇异性研究进展

为了发展更多新型结构的并联机器人,克服传统并联机器人工作空间较小、奇异性与运动学正解分析复杂的缺点,针对并联机构运动支链结构形式,将并联机构分为杆支撑并联机构、绳牵引并联机构和钢带并联机构,并介绍了这3种并联机构的运动学原理.针对这3种并联机器人机构形式,从运动位置、工作空间、奇异位形3方面,对国内外并联机器人运动学与奇异性的研究现状进行详细的阐述.分析钢带并联机器人结构与驱动方式的特殊性,对钢带并联机器人在运动过程中由于钢带承载力有限导致失稳所带来的问题进行探讨.结果表明,并联机器人运动学与奇异性的理论研究方法还不成熟,需要从结构设计和理论2方面进行突破才能解决并联机器人发展的瓶颈问题,从而拓宽并联机器人的应用领域.     

并联6—SPS机器人动力学分析

并联６－ＳＰＳ机器人是一种特殊结构形式的机器人,通过对其动力学问题进行探讨,给出了并联６－ＳＰＳ机器人系统的动以、惯性张量、惯性力的矩阵表达形式,利用动力学普遍方程建立了运动控制方程得到了机构６个液压的驱动力和上平台所受广义力之间的关系式,并进行了计算机仿真,为并联机器人的结构设计和动力控制提供了依据,该分析方法简明、实用,公式形式整齐,便于编程计算。     

6-PTRT并联机器人工作空间分析

针对6-PTRT并联机器人,基于运动学逆解分析了对工作空间起约束作用的各限定因素,应用三维边界搜索法对工作空间进行空间内的搜索,然后通过MATLAB软件进行仿真,使工作空间形状及分布特点得到可视化;应用极坐标搜索法进行了工作空间体积的求解。采用控制变量法,通过分析各结构参数与工作空间的关联性,明确了各结构参数对工作空间分布及体积的具体影响。这对6-PTRT并联机器人结构设计和实际应用具有重要的指导意义。     

面部表情机器人眉毛结构设计与优化

针对现有面部表情机器人拟人化程度偏低、结构自由度少等现状,设计了一种多自由度、高拟人化的面部表情机器人的眉毛结构。为满足人脸表情中眉部动作的复杂性,采用4个自由度的眉毛结构,用于提高其灵活性,具有结构紧凑的特点;设计的结构采用并联结构,可有效减少驱动器数量,满足面部表情机器人尺寸小、精度高的要求。在ADAMS中进行结构优化,并在Pro/e中完成建模,再导入到ADAMS中进行运动仿真,验证了结构设计的有效性。     

“结构解耦并联微操作机器人研究”通过技术鉴定

2002年12月12日,天津市科委组织召开了由河北工业大学完成的“结构解耦并联微操作机器人研究”项目鉴定会。 该项目是由河北工业大学校长高峰教授任主要负责人,张建军博士、金振林教授、李为民高工、赵现朝副教授、范顺成教授、陈玉龙、赵辉、刘辛军、王军超等教师共同完成的.     

液滴机械手的数值仿真与试验研究

为分析液滴机械手的控制机理, 建立液滴机械手的流体动力学仿真模型,仿真分析液滴机械手的控制机理,研究机械手端面形成液滴的形态跟随机械手端面形状的变化关系,讨论影响液滴机械手性能的因素,并通过试验验证仿真模型的正确性和提出方法的可行性．数值仿真和试验结果表明:通过控制各钨丝棒的上下移动量,可以改变液体和各钨丝棒的接触壁面,使机械手端面形成液滴的形态随之改变;基于表面张力吸附在液滴上的微小部件的姿态将随着液滴形态的改变而变化,从而可以实现对于微小部件姿态的控制．适当调整机械手的参数,如钨丝棒的数目、尺寸、各钨丝棒的移动量,以及改变液滴的性质等,可以满足微装配过程中各种操作目标的要求．     

三自由度球面并联机构的型综合

并联机器人的构型设计即型综合是并联机器人设计的首要环节,是机构创新设计的基础。以单开链支路为单元,提出了三自由度球面并联机构型综合的一种系统、有效的方法。按支路运动输出特征矩阵将三自由度球面并联机构分成四种情况分别进行构型综合,对每种情况给出了一个具体机构实     

关于乘法器自检特性的研究

在建立采用余了３码的自检并行乘法器结构后，完成乘法器检测分支的设计并全面讨论乘法运算分支的自检特性，给出全加器等各子电路的自检设计要求。     

平行算子及其在图像平行结构检测中的应用

平行直线以及具有平行结构的多边形在图像中的体现非常丰富,以往的研究一般通过直线斜率相等判断两直线平行,对具有平行结构的多边形的检测需要预先给定信息或者适用范围狭窄,针对一般平行结构检测的研究一直较少。作者在充分研究平行结构特性的基础上,基于距离信息提出了平行算子的概念,实现了图像中平行结构的检测。首先,利用点线距离及点间距离的关系给出平行算子的定义;然后,获取图像中的有效像素,并基于平行算子得到所有平行点组;随后,根据方向信息合并平行点组,利用Hough变换实现图像中平行线的检测;最后,验证直线交点之间线段的存在性,根据存在线段的端点位置实现多边形检测。实验结果表明：本文定义的平行算子能够很好地检测到实际图像中的平行点组,在平行精度要求不高的条件下可以抵抗较大的噪声;基于平行算子的图像平行结构检测算法可以准确检测出图像中的平行直线及具有平行结构的多边形。本文提出的算法可准确检测出图像中的平行结构,具有普遍性。     

自锁式平板折叠网架折展过程参数设计

针对自锁折叠结构的受力特点,分析了其自锁原理及其在折叠过程中的荷载位移路径.通过对自锁式四棱柱折叠单体采用ANSYS分析其折叠过程的受力状态,并考虑杆件稳定性及结构弹性设计的要求,明确了折叠结构几何设计的四个基本参数,给出了单体几何参数和杆件截面尺寸设计的推荐取值范围.     

大型单立柱双面广告牌风荷载及风振响应分析

大型单立柱双面广告牌的风致破坏时有发生,为研究其在强风下的破坏机理,完善大型户外广告牌结构的抗风设计,本文以典型的双面广告牌结构作为对象开展了两类模型风洞试验.首先通过刚性模型的面板测压风洞试验,分析了上部结构平行面板方向、垂直面板方向和扭转荷载的风力系数随风向角变化规律,针对最不利工况,给出了沿面板长方向风压分布及整体结构风力系数,以及垂直面板方向和扭矩风荷载功率谱的建议公式;通过气动弹性模型的高频天平测力风洞试验,研究了双面柔性广告牌的基底力响应.综合静力刚性测压和动力气弹响应两阶段试验结果,给出双面广告牌垂直面板方向和扭转风振响应的理论计算方法.计算表明:对垂直面板方向风荷载的理论计算,荷载谱需考虑气动导纳函数的影响,对于扭转荷载谱,主要为湍流和漩涡脱落激励的贡献.气动阻尼对结构共振响应的影响非常显著.利用理论方法计算的风振响应与气弹动力试验的结果吻合良好,可用于户外广告牌风振响应的计算.     

场致排列CrO2/Polystyrence复合材料结构及磁性分析

研究了CrO2/Polystyrence（聚苯乙烯简称PS）的场致排列复合材料的结构与磁性.通过对场致排列CrO2/PS复合样品与随机样品XRD的比较分析显示复合排列样品具有明显的各向异性特征,PS的加入并没有改变晶体的结构.磁滞洄线分析显示磁场平行于样品的易磁化轴时样品的磁矩很容易饱且剩磁较大,垂直时样品的磁矩不容易饱且剩磁较小.     

基于高频微幅振动的微操作机器人实验系统

研制出一种基于高频微幅振动的微操作机器人原型,其微动机构为3-RUU纯移动并联机构.并在动平台设置有高频微幅振动单元,联接于微振动单元的操作针能随动平台做较大范围的空间运动,同时操作针在微振动单元的激励下实现往复穿刺运动,通过复合完成微切剖作业.设计、制作了微操作机器人并以其为基本单元组建了微操作实验系统,结合牛卵细胞的初步操作对微操作实验系统的性能进行了验证,试验表明,微操作实验系统能成功地完成预期的操作任务,而且微体对象的弹性变形及物理损伤均较小,该系统可作为显微操作实验研究的物理平台.     

多通道高采样率任意波形发生器的设计

任意波形发生器是一种可以产生任意激励信号的测量仪器。输出波形带宽、通道数目以及通道间同步精度是任意波形发生器的关键指标。为了实现高带宽、多存储器并行的结构,并行存储技术被用来突破相位累加器和波形查找表工作速度的限制,然而该结构却存在比传统结构更加复杂的同步误差。针对此问题,该文分析了采用多存储器并行结构的任意波形发生器的同步需求,通过时钟、触发信号的精密分配以及内嵌相位校准模块设计,消除了数据时钟的随机初始相位、随机触发位置以及分频造成的随机相位差。最后对设计的任意波形发生器的相应指标进行测试验证。