三自由度并联机器人机构动力学研究

介绍了一种新型三自由度并联式机器人机构,对其运动学和动力学进行了分析和计算,并结合一个实际例子进行了计算机仿真,这些工作将对该机构的控制和结构优化设计提供帮助。     

三自由度绳驱动并联机器人运动学分析

本文提出了一种新型的三自由度绳驱动并联机器人,在阐述其结构特点的基础上,并对其运动学机构进行了分析,建立了该机构位置的正反解方程,进行了数值分析,为该类机器人机构的开发研究提供了一定的理论基础.     

平面三自由度3-RRR并联机构的驱动力矩分析

提出了用虚功原理来研究平面三自由度3-RRR机构的受力特性。对该机构的逆运动学和雅可比矩阵进行了分析。推导出了驱动力矩的的线性形式,然后基于Matlab软件对机构的运动学进行了分析,与ADAMS软件的结果进行了比较,最后得出了驱动构件驱动力矩及运动副反力的变化规律。研究结果为进一步研究此种并联机构的刚度分析、动态性能、机构优化设计和系统控制等都有重要的意义。     

一种三自由度平面并联机构的分析

对三自由度平面并联机构进行了型分析,并对其中一种并联机构进行了运动分析,求取了机构的逆解,将该机构应用于一种适于加工长形零件的虚拟轴机床,介绍了其主要结构。     

三自由度3-RPS并联机器人机构的运动分析

讨论了具有三自由度的３－ＲＰＳ并联机器人机构的运动分析。在这种机构操作器平台的六个运动位姿参数中，只有三个是独立的，而其它三个参数不是独立的。因此，这种机构的雅可比矩阵是一长方阵，这就是这种机构的运动分析的难点所在。本文根据这种机构的结构特点，给出了操作平台的输出运动参数的三个运动约束方程，并且建立了三个独立输出运动参数和三个独立运动输入参数之间的速度和加速度关系的显式数学模型，为这种机构的运动分析提供了简便有效的数学工具     

三自由度并联机器人动力学及仿真

利用雅可比矩阵建立了一种三自由度并联机器人(3-RSR)动平台的外力、外力矩、惯性力、惯性力矩和重力到驱动关节的映射关系,在合理的假设基础上,运用牛顿欧拉动力学方程得到了动力学数学模型.并且基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件对三自由度并联机器人进行动力学仿真.结果表明,用动力学模型计算的驱动力矩值和仿真结果一致,动力学模型精度较高,将其作为驱动力矩控制设计的基础是可行的.     

基于大工作空间的三自由度并联机器人的机构研究

针对并联机器人工作空间相对较小的问题,采用菱形机构代替传统的串联支链,即运用虚拟轴代替实轴,减少并联机器人工作空间受杆长约束的范围,进而扩大机器人的工作空间,并且在z轴上具有较大的伸缩比。运用这个原理设计了一个大缩放比的三自由度并联机器人,并对该机器人进行了自由度、基本运动学和工作空间的分析。从分析结果可以看出,该机器人具有较大的工作空间。     

一种三自由度并联机器人机构静力学计算

本文对一种新型的三杆三自由度机器人机构进行了静力学正方程和逆方程的计算,并给出雅可比矩阵及其逆。该机构具有静力学正反运动学计算极为简单,能写出显表达式的特点,本文为该机器人机构的受力分析和设计,奠定了理论基础。     

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。     

基于SimMechanics的三自由度并联打磨机构动力学分析与仿真

针对一种新型三自由度并联打磨机构进行了运动学和动力学分析,并借助于MatLab/SimMechanics 工具箱的系统动态建模功能,搭建了一精确的仿真平台.结果表明:当并联打磨机构末端受广义力矢量作用时,在仿真平台上对系统进行Lagrange方法的动力学仿真分析,示波器跟踪动平台中心点的位置、速度及加速度,从而获得驱动...     

3-DOF平面并联机器人的动力学研究

针对并联机器人中各构件之间复杂的运动关系,对一种3-DOF并联机器人进行动力学分析,基于拉格朗日方程法建立了其动力学模型,通过等效转动惯量,给出了系统动能表达形式,列写出系统运动微分方程,以四阶龙格库塔法给出了其解析解。结果表明,运用此方法对这一类机器人进行动力学研究,建模和分析过程较为简捷、方便,不失为并联机器人动力学分析的一种有效方法。     

三自由度模拟运动平台洗出算法研究

为解决经典洗出算法无法在三自由度模拟运动平台上得到很好应用的问题,提出了一种适用于两转一移并联运动平台的新洗出算法。首先建立3-PRS并联机构的运动学模型,其次通过引入牵连运动线速度与欧拉角角速度转换矩阵设计一种新的洗出算法,最后在MATLAB/Simulink中建立人体前庭系统模型和新洗出算法的仿真模型,并进行仿真分析。结果表明,本文提出的三自由度平台洗出算法行之有效,并具有与经典六自由度平台洗出算法相近的动感模拟逼真度。     

应用闭环矢量原理建立三自由度平面并联微动机器人运动学模型

近年来面向生物工程、医学工程及微加工等领域的微操作机器人技术受到国内外学术界和工程界的广泛关注,发展速度极快,已被应用于实现细胞的注射和分割,微机电产品的加工和装配以及微外科手术等。微动机器人具有无摩擦无间隙、响应快、结构紧凑、刚性好、误差积累小等特点,以柔性铰链代替传统铰链后并联机构就正好具备以上特点适合用作微动机器人。本文对三自由度平面并联机器人(3-RRR型)采用闭环矢量原理建立了线性且有效的运动学模型,并利用MATLAB7.1软件编程计算出输出平台的位移、方位角与输入位移的关系。     

3自由度桑性并联机器人的实验研究

柔性臂在运动过程中不可避免的产生弹性振动,其末端轨迹便在理想轨迹附近振动.利用采用两种方法对3-RRR柔性并联机器人动平台轨迹进行测量:3D光学测量仪OPTOTRAK,以及基于线尺传感器的数据采集系统,并对实验结果进行了对比.     

六自由度3-PRPS并联机器人工作空间分析

以六自由度3-PRPS并联机器人为研究对象,根据其机构特点,对其进行运动学反解分析.在运动学反解的基础上运用搜索法得到满足各约束条件时该并联机器人在定姿态下的工作空间,并研究了并联机器人在约束条件与给定的球铰安装方式下,上、下平台的比值p对机器人工作空间的影响.     

3-DOF并联机器人动力学建模及仿真分析

为了提高Delta机器人的设计效率,运用Euler-Lagrange方法对机器人进行动力学建模及分析,采用三维实体建模软件UG建立Delta机器人的三维实体装配模型,再将三维模型导入ADAMS对Delta机器人进行动力学仿真分析,得到的结果与Matlab的理论值几乎一致,从而验证了并联机器人数学建模的正确性以及三维实体模型简化、假设的合理性。     

3-DOF并联机器人运动学建模与实验验证

对3-DOF并联机器人进行物理模型简化并建立运动学数学模型,以此模型为基础研究机器人位置控制系统并开发实验平台的软件控制系统。搭建了由机械、电气和软件三大系统组成的实验平台,进行实验并将实验数据与理想数据对比分析。分别用角度仿真法和坐标规划法,验证了实验平台运动学模型正确性。     

三自由度解耦并联机器人设计与轨迹规划

由于传统的并联机器人具有高耦合性和难以控制的缺点,所以要研究并联机构的解耦性,而只有结构解耦才是真正的运动解耦,研究了一种三移动自由度解耦并联机器人。首先根据平移运动解耦构型方法设计三移动自由度并联解耦机构,用Pro/E建立三维建模,并进行机构分析,验证解耦特性;然后将三维模型导入Adams中,并简化动力学模型,建立并联机构的虚拟样机;最后采用5次多项式插值函数对机构进行轨迹规划和运动学仿真。结果表明,设计的并联机构是解耦的,轨迹规划方案合理,机构运动学性能良好,对轻型产品的高速搬运有很高的应用价值。     

一种3自由度并联机器人可达工作空间姿态分布研究

应用数值解法求解了一种三自由度并联机器人的可达工作空间,在分析可达工作空间的基础上,得出此并联机器人可达工作空间的姿态分布可以由ZC值处于工作空间中部时所得到的可达工作空间曲面的姿态分布代表的结论。然后提出一种可达工作空间曲面切割方法,通过分析切割曲面所得曲线的特征,求解出可达工作空间的姿态分布。     

三自由度绳牵引平面并联机器人力/位控制研究

针对三自由度平面绳牵引并联机器人在如何保持一定绳张力的条件下实现位置控制的问题进行了仿真研究.利用牛顿-欧拉法建立了机器人的包括电机在内的动力学方程.考虑到系统正常工作时绳需要具有一定的张力,给出了力分解模型,提出了一种力/位并行控制策略:力回路用于控制绳的张力大小,位置回路用于实现末端轨迹跟踪.最后对机器人控制系统进行了仿真分析,仿真结果表明,该控制策略不仅能够解决绳的张力问题,而且满足对轨迹跟踪要求.