基于Grpebner基法的三自由度并联机床的位置正解与可操作性分析的符号解

基于Groebner基法和计算机符号处理技术，对三自由度并联机床的位置正解问题进行了符号求解。该法通过对变量排序。建立多项式对的集合，求SP多项式，约简等运算，将一组非线性方程组化简为同价的三角化方程组，得到了封闭形式的解析解；导出了雅可比矩阵，引入了符号处理技术，并且对该并联机床的可操作性进行了分析，给出了具体数值实例。     

基于Groebner基法的三自由度并联机床的位置正解与可操作性分析的符号解

基于Groebner基法和计算机符号处理技术,对三自由度并联机床的位置正解问题进行了符号求解。该法通过对变量排序,建立多项式对的集合,求SP多项式,约简等运算,将一组非线性方程组化简为同价的三角化方程组,得到了封闭形式的解析解;导出了雅可比矩阵,引入了符号处理技术,并且对该并联机床的可操作性进行了分析,给出了具体数值实例。     

空间3-RPS并联机构工作空间与奇异位形分析

从空间3-RPS并联机构约束得到动平台位置坐标和姿态角之间的耦合关系,由此导出工作空间边界的解析式。用运动螺旋描述由运动关节连接的构件之间的相对运动,利用反螺旋的性质,得到分支运动螺旋系的反螺旋,它代表了分支对动平台的结构约束力。进而将机构发生奇异的条件转化为分析动平台运动螺旋系和约束螺旋系线性相关的条件,自然地将机构的奇异位形划分为运动学奇异和约束奇异,给出了两种奇异对机构性能影响的物理本质,并导出奇异位形的解析表达式。实例给出了奇异位形在工作空间的分布特征和对工作空间的分割状况。     

新型三维移动3-RRUR并联平台机构及其位置分析

为了丰富并联少自由度机器人的机型,提出了一种能实现空间三维移动的并联机器人机构模型,该模型由3个RRUR分支构成。采用螺旋理论分析了它能实现三维移动的机构学原理,计算了它的自由度,给出了其位置反解方程及其表达式,并进行了数值验证,绘制了工作空间的形状。     

基于ADE-Newton算法的3-RPS并联机构位置正解分析

将智能算法和数值迭代法相结合,构造一种组合式算法——自适应差分进化算法-Newton迭代(Adaptive differential evolution and Newton iteration,ADE-Newton)算法。以3-RPS并联机构为研究对象,详细阐述利用ADE-Newton算法求并联机构位置正解的原理和步骤。为了验证ADENewton算法的有效性和通用性,给出3-RPS并联机构在不同驱动杆长条件下的数值算例。仿真结果表明,ADE-Newton算法能够以较高的效率求得不同驱动杆长条件下的全部高精度位置正解。还比较了ADE-Newton、人工蜂群、粒子群和差分进化算法求3-RPS并联机构位置正解的性能,比较结果显示,ADE-Newton算法的计算效率、收敛精度、稳健性以及可靠性高于对比算法。     

3-PSP并联机构的空间位置正解分析

针对大型雷达、射电望远镜等设备的主动变形反射面的随动机构,基于空间并联机构理论,建立了3-PSP并联机构的数学模型,推导了并联机构位置正解计算方程,得出了其位置关系解.利用ADAMS对并联机构进行了仿真分析,验证了位置计算方程的正确性.     

应用粒子群算法的3-RPS并联机器人机构位置正解

根据杆长约束条件,给出求解3-RPS并联机器人机构位置正解的无约束优化模型,并应用粒子群算法求解此优化问题。该算法具有控制参数少,全局优化能力较强等优点。数字实例表明,对于并联机构位置正解问题,粒子群算法收敛速度较快,精度较高。     

一种新型助力机器人奇异位形分析

设计了一种助力机器人结构并把该机构简化为一个3)URS机构,该机构可以实现动、定两平台的相对平行运动。根据修正的Grbler)Kutzbach公式计算出并联机构的自由度为6。在进行机构奇异性分析时,将该机构模型简化为一个含有两个动平台的机构,推导出了机构的运动学雅克比矩阵;分析了该机构的奇异位形,指出了机构处于奇异位形时的条件。     

基于Groebner基法的2RPS-1PPS并联机构位置正解分析

基于数学机械化思想,以Groebner基法对2RPS-1PPS并联机构位置正解进行分析,得到其位置正解最多为16解的结论,并给出数值算例。     

一类三平移3-RRC并联机构的运动学

介绍了一类具有三平移的3-RRC并联机构,并对该机构的自由度、位置正逆解、工作空间、奇异位形进行分析计算;利用基于螺旋理论(反螺旋)的自由度分析原理结合动平台约束分布给出了机构在任一位形下的自由度,并获得了运动奇异产生的几何条件;给出了位置分析的逆解析解,导出了位置正解的公式,并给出具体求解步骤;利用有逆解的充分必要条...     

Geometric condition of 3UPS-S parallel mechanism in singular configuration

The existing researches on singularity of parallel mechanism are mostly limited to the property and regularity of singularity locus and there is no further research into the geometric relationship between uncontrolled kinematic screw and parallel mechanism in singularity. A 3UPS-S parallel mechanism is presented which fulfils 3-DOF in rotation. The regularity of nutation angle singularity is analyzed based on the Jacobian matrix, and the singularity surface of 3UPS-S parallel mechanisms is obtained. By applying the concept of reciprocal product in screw theory, the singular kinematic screw is derived when 3UPS-S parallel mechanism is in singularity. The geometric relationship between singular kinematic screw and singular configuration of 3UPS-S parallel mechanism is investigated by using programs in MATLAB. It is revealed that there are two kinds of situation. Firstly, the three limbs of 3UPS-S parallel mechanism intersect the singular kinematic screw in space simultaneously; Secondly, two limbs cross the singular kinematic screw while the third limb parallels with that screw. It is concluded that the nutation angle singularity of 3UPS-S parallel mechanism belongs to the singular linear complexes. This paper sheds light into and clarifies the geometric relationship between singular kinematic screw and singular configuration of 3UPS-S parallel mechanism.     

3-RPS并联机构运动与静力特性分析

对3-RPS并联机构运动学和静力学特性进行分析,建立该机构位置反解公式和位姿约束方程;对机构速度正反解进行分析,建立速度分量相关性公式;建立该机构静力平衡方程和静力传递矩阵,确定速度映射和力映射对偶关系;推导证明了该机构工作空间的对称性;提出一种检测机构位姿方法,有效解决并联机构位置正解难题;用算例对理论分析正确性进行验证,为该机构优化设计和控制规划奠定理论基础。     

求解并联机器人位置正解的通用方法

提出一种并联机构位置正解的通用方法.用赛登贝格(Seidenberg)算法首先对多项式方程组进行变元排序.借助多项式的伪除进行消元,同时多项式组不断分裂构成三角列,它们与原方程组具有相同的零点,不会出现增根.以6-SPS平台型并联机器人机构位置正解为例验证该算法的正确性,求得了机构全部位置解.计算过程采用了机械化程序,具有通用性.     

Fast forward kinematics algorithm for real-time and high-precision control of the 3-RPS parallel mechanism

A new forward kinematics algorithm for the mechanism of 3-RPS (R: Revolute; P: Prismatic; S: Spherical) parallel manipulators is proposed in this study. This algorithm is primarily based on the special geometric conditions of the 3-RPS parallel mechanism, and it eliminates the errors produced by parasitic motions to improve and ensure accuracy. Specifically, the errors can be less than 10^–6. In this method, only the group of solutions that is consistent with the actual situation of the platform is obtained rapidly. This algorithm substantially improves calculation efficiency because the selected initial values are reasonable, and all the formulas in the calculation are analytical. This novel forward kinematics algorithm is well suited for real-time and high-precision control of the 3-RPS parallel mechanism.     

悬置式3自由度并联机构的位置及转动性能分析

提出了一种新型的空间3自由度并联机构,该机构的运动平台具有2个移动自由度和1个转动自由度。建立了机构位置的正反解,对机构的转动能力进行了分析,计算出机构动平台在空间运动时的转动角度。同时．可以使整个机构沿x、y方向移动,增加了机构的工作空间。     

3-P//R⊥4r⊥R型三维平移并联机构及其位置分析

设计构造了 3 -P/ /R⊥ 4r⊥R型三维纯移动的并联机器人机构 ,进行了机构运动输出特性分析及自由度计算 ;给出了其位置分析的正、逆解析解 ,讨论了其运动参数的取值范围 ,并分析了该机构的输入 -输出运动解耦性。该机构为三平移产业机械执行器提供了新型实用机型     

新型6-PSS并联机器人的位姿误差分析

在获得6-PSS并联机构位置反解的基础上,考虑杆长、铰链位置、铰链间隙等各类主要误差源对终端误差的影响,推导出此新型机构的位姿误差模型,且应用蒙特卡洛技术分析了位姿误差的分布规律,为这种机器人的理论设计与精度补偿提供了理论基础。     

3-RPS并联机构运动学标定方法的研究

针对六轴混联机床中因3-RPS并联机构结构参数误差引起的精度问题,分析了影响3-RPS并联机构几何精度的误差因素,给出了并联机构的误差模型;基于影响并联机构定平台运动精度较大的几何误差参数;建立了运动学标定模型.采用阻尼最小二乘法,经多次优化迭代实现了利用一组测量数据完成非线性超越矛盾标定方程组的求解.利用激光干涉仪完成了标定用数据的测量,通过3-RPS并联机构运动学逆解和各铰链的几何标定参数,得到动平台的实际位姿.通过对标定前后的Z轴定位精度的检测及实际零件加工试验,验证了3-RPS并联机构运动学标定模型和方法的正确性和有效性.