五自由度并联机器人机构设计

以单开链支路为单元,揭示了对称少自由度并联机器人机构的组成的某些规律,提出了输出运动为5自由度对称的并联机器人机构的型综合的一种系统、有效的新方法.型综合结果得到新型的1种对称3T2R的并联机器人机构和2种对称的2T3R的并联机器人机构.     

五自由度并联机床机构构型分析

针对目前的并联机构构型方法在构造一些五自由度并联机构的时候出现的问题,提出了运动矢量的概念,在此基础上提出一种新的构型方法.并使用该方法为五自由度并联机床构造了并联机构.在构造支链的时候,提出了"奇异机构"概念,并用它构造了一个复合运动副.实践证明,上述方法是有效且简洁方便的.     

新型五自由度并联机构静力学分析

以一个五自由度并联机构为对象,研究了少自由度并联机构静力学平衡和运动之间的关系。采用矢量分析另法证明该机构的速度雅克比矩阵和力雅克比矩阵仍然互为转置矩阵。以虎克铰的受力分析为基础,分析了该机构中复合运动副的受力情况,并据此分析了整个机构在静力作用下的平衡问题,为刚度分析打下了基础。     

三自由度正交球面并联机构姿态正解

结合国家“863”高技术发展项目,以开发基于球面并联机构的数控回转台为目标,建立了高效的运动学正解模型,并给出显式解析表达,为数控系统的开发提供理论依据。     

五自由度并联驱动机构及其位置分辨能力分析

提出了一种具有三移动和二转动的多分支耦合并联驱动机构,基于方位特征集法分析了机构自由度及机构末端的运动特征.利用齐次变换法建立了机构的运动学逆解模型,求解了并联驱动机构的全雅可比矩阵.基于牛顿迭代法建立了运动学正解模型,并对理论模型进行了仿真验证.利用CAD变分几何法绘制了机构的可达工作空间.定义了机构的全域位置敏感度...     

并联机构五自由度混联机械手虎克铰有限元分析

根据机械手虎克铰的基本工作原理,基于SolidWorks软件,建立了并联机构构成的五自由度混联机械手虎克铰有限元分析方案,并分别针对机械手应力、应变和位移进行了有限元分析。研究表明,有限元分析法运用在机械手零部件分析上能够直观发现设计存在的不足和问题,对于推进并联机器人技术的工程应用具有重要的实用价值。     

球面三自由度并联机构位姿正解的研究

利用球面上大圆弧与四元数的对应关系及四元数形式表示的旋转变换,借助Matlab数学软件,推导出球面三自由度并联机构的位姿正解方程。在最后的实例中,介绍了同伦算法的思想,采用预估校正法依次跟踪同伦曲线,求得机构位姿正解方程的全部解。     

特殊结构尺度三自由度平面并联机构正解分析

分析了含有三个移动副和全为转动副的三自由度平面并联机构 ,当机构的结构参数对称时 ,其正解的个数为两个 ,并推导出该特殊结构尺度条件下机构的正解。进一步给出了算例。     

非过约束五自由度并联机构存在性问题的解析判定

针对非过约束五自由度并联机构是否存在这一机构学公开难题进行了解析判定。分析了构成两种五自由度并联机构所需要的约束的性质和数目,以及它们之间的关系。以螺旋理论为分析手段,得到了非过约束五自由度并联机构存在的解析条件,找到了可以由3条满足该解析条件的运动支链组成的机构。给出了这类机构存在的约束矢量条件以及设计范例。     

三杆五自由度并联机床运动学研究

分析了一种三杆五自由度并联机床机器人运动学问题 ,给出了其运动学正逆解位置方程 ,并对并联机床的速度及加速度求解进行了定性分析。研究表明该并联机床运动学逆解方程形式简单、计算量小 ,易于进行实时控制 ,在机械加工领域具有一定的应用价值。     

五自由度串并联机构的运动学分析

提出了一种五自由度串并联机构,并对其作了正反解分析。利用杆长不变,采用矢量几何方法,求得了机构的位置反解。基于反解方程,利用数值迭代的方法,求机构并联部分的位置正解,再利用几何投影的办法,进一步求出了机构串联部分的位置正解,并通过实例对所推导出的正反解算法进行了验证,证明其是正确有效的。     

一种新型空间三自由度并联机构及其位置正解

提出了一种新型空间三自由度并联机构,该机构由动平台、静平台和三条支路组成,其中一支路为PRR,另两支路为UPS结构,其优点是结构简单、耦合度低.运用序单开链法建立了该机构的一维位置相容性方程,通过一维搜索求得位置正解的所有实数解,数值实例对其进行了验证.     

对称五自由度3R2T并联机构的雅可比分析

针对对称五自由度3R2T并联机构提出一种雅可比分析方法。首先简单回顾3R2T并联机构的自由度特性,然后运用螺旋理论建立单个分支运动链的雅可比矩阵,该矩阵为6×5阶长方阵;再利用该类并联机构的自由度特性,说明6×5阶分支雅可比矩阵的第6行是冗余信息,可将其删除,从而把分支雅可比矩阵简化为5×5阶方阵,可以证明该方阵在机构非奇异位形下满秩;在选定并联机构的驱动副后,通过对新的5×5阶分支雅可比方阵进行一系列矩阵运算,可以建立整个五自由度3R2T并联机构的5×5阶雅可比矩阵。     

3-PRS并联机构正解的数值方法

<正>解计算是3-PRS并联机构设计与评价的重要工作之一,由于求解3-PRS并联机构的解析表达式十分困难,所以通常求其数值解。针对正解迭代求解时可能由于初始值设置不当引起的求解失败或遗漏真实解的问题,提出了运用蒙特卡洛方法设置迭代初始值。通过大量的随机抽样得到所有可能的解,并且归并这些解,然后绘制3-PRS并联机构的位姿简图,以此来直观判断解的合理性,最后应用算例验证了该方法的有效性及可行性。结果表明:充分利用蒙特卡洛方法的随机性,可以找到所有的解;绘制的3-PRS并联机构位姿简图形象直观,方便对真实解进行判别。     

一种五自由度并联卧式机床构型设计

传统的自由度方法无法准确描述机构末端执行器的输出运动特征,本文引入运动单元的概念进行描述,并基于这一概念及各运动单元之间的求和与求交两种运算法则,提出了机构构型概念设计的一种新方法,给出了串联机构和并联机构构型的表达式。最后应用该方法设计了一种五自由度并联卧式机床,并给出了相应的末端运动特征,验证了该方法的有效性。     

基于BLDC的新型五自由度并联机器人运动控制

在自主研制的新型五自由度并联机器人的基础上,设计完成了以微机、无刷直流电机、PCI接口测控卡为基础的控制系统硬件部分,应用ADAMS软件求解了机构的位置反解曲线,利用C 语言编写了机器人系统的控制软件,实现了并联机构连续轨迹运动.实验结果验证了本并联机构及其控制系统的可行性.     

五自由度纳米级定位精度机构的研制

提出一种新型的五自由度精密定位平台的工作原理及其设计方法。工作台采用压电陶瓷作为驱动元件，柔性导向机构实现平移及转动功能。整个工作台可由整块金属材料通过线切割加工制成，实现一体化加工，而且结构紧凑。并给出导向机构刚度计算公式及设计实例。     

五自由度手术框架机构精度的研究

为了简便地计算五自由度手术框架的精度,基于无限小线性变换原理,推导出相对简单的精度计算方法,相对于通过求矩阵微分的关系和解雅可比矩阵来求解机器人精度分析的传统方法,该方法更简便、通用.     

对称五自由度3R2T并联机构的雅可比分析

针对对称五自由度3R2T并联机构提出一种雅可比分析方法。首先简单回顾3R2T并联机构的自由度特性,然后运用螺旋理论建立单个分支运动链的雅可比矩阵,该矩阵为6×5阶长方阵;再利用该类并联机构的自由度特性,说明6×5阶分支雅可比矩阵的第6行是冗余信息,可将其删除,从而把分支雅可比矩阵简化为5×5阶方阵,可以证明该方阵在机构非奇异位形下满秩;在选定并联机构的驱动副后,通过对新的5×5阶分支雅可比方阵进行一系列矩阵运算,可以建立整个五自由度3R2T并联机构的5×5阶雅可比矩阵。     

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。