4-RRR冗余并联机构的动力学分析

为了分析冗余4-RRR并联机构在高速、高载荷下的的动力学特性和运动精度,利用坐标变换矩阵求解冗余4-RRR平面并联机构反解方程,推导机构雅克比矩阵。在此基础上,将并联机构分解为动平台和一、二连杆子系统,采用Lagrange法建立子系统动力学模型,然后推导出机构整体动力学模型。以Matalb/Simulink为工具,对该机构的动力学进行算例仿真,仿真结果表明:4-RRR平面并联机构各驱动构件在实现期望轨迹的运动过程中,驱动力和力矩的变化、数值大小各不相同,但均呈正余弦曲线规律变化。所提出的研究方法快速有效,为机构后续研究提供了理论依据。     

一种并联机器人机构的精度分析与机构参数选取

介绍了一种能实现空间一维移动和两维大转角摆动的少自由度并联机器人机构模型--空间3-PUU并联机构模型.从对该机构运动支链的分析入手,建立了机构的闭环矢量模型,借助微分分析法,建立了位姿误差的数学模型,得出包含全部结构参数误差在内的误差正解模型.对于给定的各结构参数误差,应用此模型求解出并联机构输出位姿误差,分析了机构位姿变化对位姿输出误差的影响.利用精度模型对机构参数进行了优化分析,讨论了机构参数的合理选取问题,通过仿真给出了在RL、L一定的情况下r的参数选取曲线,探讨了结构参数选取的合理性.     

一种新型4自由度并联机构的参数优化及其应用研究

以一种新型2-RPC/2-SPC四自由度并联机构为基础进行研究,对该机构的位置反解、雅克比矩阵和运动奇异性进行分析;以工作空间最大为目标函数,给出机构的传递精度和尺寸范围等约束条件,优化出最佳参数值;最后研究了该机构在减振平台上的应用,并进行了运动学仿真,结果表明:该机构具有良好的减振性能,为该机构的理论研究和应用提供了重要的依据。     

交叉杆Stewart并联机构静刚度分析和设计

并联机构应用于数控加工设备时要求具有很高的刚度,交叉杆机构将原有Stewart机构的3对驱动杆交错分布,使得其在运动过程中可以平均分配驱动杆的伸长量。为了验证该型机构的刚度性能,采用罗德里格斯参数方法构建了交叉杆并联机构的雅可比矩阵,推导出该型机构的刚度计算公式,分析了其在不同位置时的最小刚度和两个方向的单项刚度,并给出了其在工作空间中的分布规律。通过与传统Stewart构型的对比分析得出交叉杆并联机构的机构特点与设计优势,为这种机构的应用和开发提供了理论依据。     

一种靠内力提高并联机构精度的方法的研究

工作空间小、实际可达精度和刚性低是影响并联机床实用化的主要原因,冗余的方法常被采用来消除并联机构的奇异、改善动力学性能,实现跨构型空间.文章提出了靠冗余内力提高并联机构实际精度的方法,设计了一种2DOF驱动冗余验证机构,推导了位置及速度协调条件,设计了力控制系统,试验表明该方法可以有效提高并联机构精度,该研究为改善并联机构运动精度提供了理论及试验基础.     

3-(2SPS)并联机构的工作空间分析及结构参数对其影响分析

以3-(2SPS)并联机构为对象,对其进行运动学分析并给出了该机构的正反解和速度雅可比矩阵.采用一维边界搜索法获得机构的工作空间,并以空间体积的大小作为目标,对3-(2SPS)机构的相关尺寸参数对工作空间大小的影响情况进行分析,可为类似的并联机构的结构设计提供参考.     

一种新型三平移并联机构运动输出及工作空间分析

根据螺旋理论分析了新型空间三平移3-RCR并联机构的运动螺旋和约束螺旋,确定了机构的自由度;运用坐标变换法求得机构的位置反解;利用极坐标边界搜索法通过具体算例确定了机构的工作空间及其边界,为该类并联机构的进一步研究和应用提供参考.     

考虑并联机构结构参数误差的控制模型研究

文章以一三平动自由度并联机构为研究对象，有效解决了因理论模型控制实际机构引起的空间层面不对称的问题，进而提高了系统的控制精度。首先建立了坐标系和分析误差源，在此基础上借助空间矢量链分析方法，推导了含误差参数机构控制的正、逆解模型，有效地解决了因立柱导轨垂直度误差引起的机构误差问题。仿真结果验证了模型的正确性，研究成果已应用此类机构的开发中。     

变结构参数下3-RPS并联机构性能分析

以典型3-RPS并联机构为研究对象,分析结构参数变化时机构的性能改变情况。基于运动学分析,推导机构雅克比矩阵;并以雅克比矩阵的条件数、最小奇异值作为机构性能衡量指标;选取两组变化结构参数,并结合MATLAB计算机构在绕X、Y轴±30°空间内雅克比矩阵的条件数、奇异值分布情况,绘制了机构性能指标三维网阵面以及奇异值分布情况。结果表明:该机构球面副圆周半径与转动副圆周半径之比越小机构性能越优,动平台初始高度与转动副圆周之比越大机构性能越差,两个参数的增加将使机构各向同性越差。研究结果为3-RPS并联机构结构设计和优化提供了理论依据。     

3-PCR并联机构精度分析

首先,对3-PCR并联机器人机构进行建模,基于微分原理,通过求解3-PCR并联机构的位置微分方程,得到了机构的精度分析模型。然后,使用MATLAB仿真来分析各主要误差源对该机构动平台精度的影响(主要误差源有主动副转动误差、结构参数误差和位姿变化引起的误差)。最后,通过以上分析对3-PCR并联机器人机构的实际误差补偿与控制奠定了理论基础。     

空间三转动并联机构工作空间和刚度分析

针对数控回转台的实际运动需求,以三自由度并联构型3-PUS-RU为研究对象,利用封闭矢量法建立位置逆解方程和并联机构的雅可比矩阵。引入并联机构的工作空间和刚度性能指标,并绘制机构的工作空间和机构守恒协调刚度在工作空间中的分布图谱。结果表明,由于机构的对称性,使得工作空间和刚度性能仍出现对称分布,工作区域尽量选取刚度值大的位置。对该3-PUS-RU并联构型工作空间和守恒协调刚度性能进行研究,其研究结果对并联机构的设计具有一定的指导作用。     

基于灵巧特性的三平动并联机构的尺度综合研究

考虑机构的灵巧性提出一种新型3-PUU并联机器人,对该并联机构进行运动学分析,得到了3-PUU并联机器人的运动学反解,在此基础上,建立了并联机构的雅可比矩阵;引入运动灵巧性指标。对该并联机器人的运动灵巧性进行了尺度综合分析,为并联机构的构型设计和进一步提供了依据。研究结果表明,该种机器人具有较好的实际应用前景。     

基于3D打印并联机器人机构的工作空间分析

以一种新型三自由度并联机构3-HSS为研究对象,对该机构进行运动学逆解分析,推导出该并联机构的运动学逆解方程,并求解了并联机构的雅可比矩阵,采用Gosselin几何法编程对该并联机器人的工作空间和边界进行研究,得到比较规则的工作空间,且该构型并联机构的工作空间连续,无空洞,并呈现一定的对称性。该研究能够满足当前3D打印技术的设计需求,并为并联机构进一步优化研究提供了理论依据。     

基于BP神经网络的并联机构误差分析

以3-UPS/S并联机器人机构为研究对象,构建一种基于虚拟实验与BP神经网络的并联机构输出误差预测模型,能够快速预测并联机器人机构的输出误差。充分考虑并联机构铰链安装误差与铰链轴线误差,建立包含上述输入误差的虚拟样机模型,通过虚拟实验仿真求解该机构输出误差;假定机构零部件在大批量生产情况下误差服从正态分布,构造多组服从正态分布的输入误差样本,进而建立该机构的BP神经网络预测模型。研究结果表明:该BP神经网络模型可以准确、快速地对机构位姿输出误差进行预测,为并联机器人机构的误差分析与精度综合提供了新的依据。     

3-SPT-S并联机构运动学性能指标分析

以3-SPT-S并联机构为研究对象,对机构进行位置分析,建立机构运动学模型和数学模型,推导出机构的雅可比矩阵和Hessian矩阵,并求解出局部速度灵巧度性能指标和加速度灵巧度性能指标。利用数学软件MATLAB绘制了局部性能指标的图谱,分析机构处于不同位姿下,性能指标的变化规律。     

一种新型三支链六自由度并联机构动力学及性能分析

提出一种三支链六自由度并联机构,简要介绍其参考坐标系和自由度特性。基于虚功原理和机构的运动学模型建立了机构的动力学模型;结合不同物理意义下的动力学性能指标,提出了衡量机构平均性能的全域性能度量指标;通过数值仿真,求解动力学模型,得到支链驱动力的变化规律及动力学性能指标随几何参数的变化规律。研究结果对进一步分析并联机构的稳定性、机构优化设计和系统控制等实际工程应用提供了理论基础。     

基于正交实验设计的并联机构误差分析

介绍了一种新型含恰约束支链3-SPS/S并联机器人机构,为提高终端平台的定位精度,对该并联机构进行误差分析。首先在运动学逆解基础上,对驱动支链的运动方程进行微分,建立该机构位姿输出误差正解数学模型。并在给定机构误差的条件下,考虑末端执行器在工作过程中位姿输出误差的变化情况。利用正交实验设计的思想均衡排布参数的误差水平,对该机构进行精度分析,并绘制某姿态下的误差分布直方图及许用精度范围内的可靠度。结果表明:利用正交实验法能够快速计算误差值,为并联机构的精度设计和运动学参数的标定建立了理论基础。     

三自由度纯转动并联机构的设计及工作空间分析

介绍了一种新型的三自由度纯转动并联机构,进行了结构设计,分析了机构的运动反解和影响机构运动空间的总体约束条件。采用动平台单位法向量的终点能够到达的区域来表示机构的运动空间。以某实际尺寸为例,借助MATLAB以图形方式表示出机构的运动空间,计算出机构的最大旋转角。分析关键因素对机构运动空间及最大旋转角的影响,结果表明：当高度处于使初始杆长在中间位置,动、静平台外接圆半径相差不大时,机构具有较大的旋转角及运动空间。     

3-PUU并联机构工作空间分析与优化

提出了一种新型3-PUU并联机器人,对该机器人进行运动学分析,得到了3-PUU并联机器人的运动学反解,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,并对该并联机器人的工作空间进行了优化分析。结果表明:优化后的工作空间明显增大,该种机器人具有较好的实际应用前景。     

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。