2RPU_RPS并联机构运动学分析及仿真

从并联机构在实际应用中的运动控制出发,对2RPU_RPS构型的并联机构进行运动学分析及仿真。通过分析其结构约束条件,求解出机构的关节变量与末端姿态变量的关系,进而完成其逆运动学求解。在逆解的基础上,构建其正运动学模型。基于建立的运动学模型,分析其工作空间,并进行运动学仿真加以验证,为并联机构的实际应用提供理论指导。     

一种三构态变胞并联机构运动学及工作空间分析

常规并联机构运动不够灵活,难以提高机械腿的地面适应能力.本文在可转轴线转动副的基础上,提出一种可用于机械腿的2-PrRS+PR(P)S变胞并联机构.首先分析机构3种构态的自由度特性,然后建立机构的逆运动学模型,给出其约束条件及主要参数的取值范围.再采用蒙特卡洛法得到该机构的工作空间点云图,用自适应网格划分方法计算此空间的体积.与无变胞特性的同参数并联机构进行对比,发现工作空间形状有明显差异,且体积增大了29.36%.最后分析了其主要结构参数对工作空间体积的影响.该工作可为该变胞并联机构的尺度综合提供依据.     

3-PRC并联机构运动学分析及结构参数优化

根据3-PRC并联机构的结构特点,分析了并联机构的运动学逆解,通过牛顿迭代法得到并联机构的运动学正解。使用SolidWorks、MATLAB和Adams软件对并联机构进行三维建模和运动学仿真,并验证了并联机构运动学正反解的正确性。为了限制整体结构尺寸并获得较大的工作空间,对相关结构参数进行了优化,最终通过三维搜索法得到机构的工作空间。     

一种三自由度并联机器人机构的运动学分析

1引言 并联机器人具有输出精度高、结构刚性好、承载能力强、部件简单及运动学反解简单等许多串联机器人所没有的优点,近年来引起了机器人研究者的高度重视.其中,六自由度并联机器人方面的研究已比较深入和成熟.三自由度并联机器人是一种很有实用前景的机器人,也越来越多地引起人们的注意.三自由度并联机器人包括平面三自由度并联机器人,球面三自由度并联机器人和空间三自由度并联机器人.球面三自由度并联机器人能够实现运动平台三维转动,是一种角台形式,由静角台、动角台和三组具有一定弧度的连杆架和连杆构成,各联接处均采用转动副.这种机构结构复杂、设计困难。     

冗余驱动仿壁虎机器人运动学分析与仿真

研究仿壁虎机器人处于多足吸附支撑状态时,出现冗余驱动问题,机器人驱动难度较大,为协调机器人各关节运动和姿态控制,讨论了一种冗余驱动的仿壁虎四足机器人的自然约束条件,推导了机器人三足吸附状态时冗余驱动变量与独立驱动变量的位置和速度关系,建立了机器人机体正运动学方程,同时建立了机器人的逆运动学方程,用来验证正运动学方程的正确性.机器人正运动学方程是一个高次方程,有16组解,数字仿真结果表明只有一组解满足实际模型要求.逆运动学分析结果及仿真结果验证了正运动学的正确性.     

一种六输入三自由度并联平台机构分析

提出一种六输入、动平台自由度为3的并联平台机构.对于动平台,输入是冗余的.引入协调构件,使机构的自由度为6,所以对于整个机构,输入是确定的,避免了超确定输入协调控制的问题,同时使机构具有冗余驱动机构的优点.将动平台和协调构件的运动作为机构的广义输出,对机构进行了运动学分析,建立了输入和广义输出的映射关系,得到了机构的1阶、2阶影响系数矩阵.应用虚功原理和达朗贝尔原理对机构进行了动力学分析,得到了动力学模型.仿真结果表明,该并联平台机构具有承载能力高等特点,是设计重载并联机构的一种新的解决方案.     

一种并联激光焊接机器人的机构设计与运动学分析

提出了一种3 分支5 自由度的并联激光焊接机器人,通过3 个分支共同作用,使整机具备了5 个自由 度的空间加工能力．针对激光焊接,通过分析该机器人的结构特性,建立了其正反解运动学模型,通过解析法求解 该模型并进行了计算仿真．最后,对机器人进行激光拼焊实验,仿真数据和实验结果表明,本文研究的并联机器人 机构适用于实际的高速、高精度激光焊接．     

人体下肢康复机构设计及运动学仿真

目前投入临床使用的医疗用康复机器人种类并不多,而在实际推广中成功的少之又少.它们有助于患者肢体的康复,但是却在机构设计、模块化设计等方面或多或少存在着一些缺点.借鉴国内外下肢康复仪器的优点,从分析人体下肢解剖学人手,设计了一种基于并联机构原理的新型下肢康复机器人.参照人体下肢基本尺寸,对康复机器人的整体结构进行了三维建模并进行了运动学分析.同时,运用软件对康复机器人进行了工作空间的分析和运动学仿真,确保了康复机器人结构设计和控制上的可行性.该设备结构简单,工作空间相对较大,同时能够根据不同人群调整设计参数,适应性强,对下肢康复的研究有着积极作用.     

一种四自由度并联机构的误差分析及其标定补偿

针对一种四自由度并联机构进行了运动学分析,在此基础上以摄动法建立了其误差模型,明确了各误差源对末端位姿的影响．在对并联机构的标定技术进行简单介绍后,说明了对该机构误差模型中的机构参数进行标定的两种方法,介绍了标定装置、标定算法及标定过程．最后采用Matlab对基于逆解的标定方法进行了仿真,并对仿真结果进行了分析．     

平面3RRR并联机构的运动性能分析

本文改进了我们过去给出的角加速度和线加速度性能指标，并且利用给出的新的角加速度和线加速度指标，对平面3RRR并联机器人机构的运动学性能进行了分析。     

一类平转耦合并联机构运动学性能的评价方法

三自由度平转耦合并联机构已在航空大型结构件加工中得到应用,但因这类机构的Jacobian矩阵量纲不统一,故难于用其代数特征评价机构的运动学性能.本文基于螺旋理论构造出3-PRS并联机构速度映射模型,采用虚功原理定义了两种可描述机构链内和链间瞬时功率传递特性的无量纲运动学性能评价指标,并通过算例说明其有效性.研究成果对指导这类并联机构的运动学优化设计具有重要的参考价值.     

3-PRS并联机构位置正逆解解析

本文介绍了3-PRS并联机构的特点,建立该机构的运动学正、逆解模型,并借助Matlab软件及仿真软件ADAMS验证该机构位置正逆解方程的正确性。     

一种基于角度传感器的6-UPS机构正向运动学分析方法

为了提高6自由度并联机构运动学正解的求解效率,增强求解方法的通用性,提出了一种6-UPS(universal-prismatic-spherical)机构的运动学正解算法.首先在6-UPS机构任意分支虎克铰处添加2个角度传感器,测量了虎克铰2个方位的旋转角度.再基于旋转矩阵构建12个方程,通过代数消元对其进行降次处理得到简易的一元二次方程组.最后,求得6-UPS机构的运动学正解.并通过具体数值算例验证所提方法,求出了确定的位置正解.该方法不仅降低了数据处理的难度,且能求得正解的唯一解,避免了并联机构正解存在多解的问题.     

基于运动学正解的三转动并联机构迭代补偿控制

首先建立三转动并联机构的运动学方程,研究该并联机构的运动学反解和运动学正解,然后建立该机 构的动力学方程并分析其动力学特性．基于该机构研制了能复现自行武器行进时的车体姿态变化过程的动态模拟器 试验台．该试验台利用运动学反解算法进行闭环控制,并采用基于运动学正解的开环迭代补偿控制算法修正姿态驱 动信号,使试验台的响应逐渐逼近期望的姿态指令．测试表明该系统时域波形复现精度优于95%,验证了迭代补偿 控制的有效性．     

用6-RUS型并联机构实现海上补给自动对接的关键技术

提出了用6-RUS型并联机构来实时调整对接喇叭口的位姿状态以实现海上补给中的自动对接.首先,对该机构支链的相对位置关系及约束进行了讨论,建立了该机构的逆运动学模型;其次,对该机构支链的受力情况进行了理论分析,基于凯恩方程建立了该机构的逆动力学模型;最后,对该机构在运动过程中电机输出转角及输出扭矩进行了数值仿真.仿真结果...     

冗余并联机构的力控制

为了实现力反馈遥操作系统中的力反馈,介绍了一种用作力反馈主手的驱动冗余并联机构,并提出了一种简单的力控制算法。这种方法首先由机构的逆解计算其力映射矩阵、雅可比矩阵。然后,基于消除冗余并联机构固有内力的原则,由冗余并联机构的末端力得到机构各个主动关节的驱动力。由于并联机构的逆解比正解简单,这种方法能够大大地简化计算。实验结果表明,这种算法能快速、精确地完成力控制。     

3-TCT并联机器人运动学仿真

以Pro/E环境下建立的3-TCT并联机器人的模型为研究对象,在ADAMS/View模块下,对其添加约束和驱动后,进行运动学仿真.给定动甲台的位移,测量驱动杆杆长的变化曲线,利用ADAMS/Postprocessor模块对测量结果进行后处理,可得运动学逆解;以逆解得到的驱动杆杆长的变化曲线作为驱动,添加到驱动杆上可进行运动学正向求解.正逆解仿真结果对比表明,动平台正解时的运动轨迹和逆解时的运动轨迹完伞吻合.方法避免了大量的数学计算和计算机语言编程工作,通过CAE仿真软件实现了对并联机器人的运动学仿真,为并联机器人实际样机的调试和控制提供了一套有效的分析方法.     

欠约束绳牵引并联机器人运动学与控制研究进展

绳牵引并联机器人采用绳索作为驱动,具有惯性小、运动空间较大、动态性能良好等优点,成为一种新的机构.其中,欠约束绳牵引并联机器人绳数量少于自由度数,运动具有不确定性,在康复医疗、飞行器试验等方面具有一定应用潜力.其运动学分析与控制是应用中的核心技术问题,如何高效地求解运动学问题和实现高精度运动控制是研究热点.本文针对欠约...     

并联机床的运动仿真和运动学正解计算

提出一种用SolidWorks软件实现并联机床实体运动仿真和解决机构运动学正解计算的方法．