带冗余度并联机器人的特性分析

首次分析了带冗余度的并联机器人的运动学特性与动力学特性,根据其结构特点,给出了对于不同优化目标的输入运动规划方法.     

基于螺旋理论的少自由度并联机构自由度分析

少自由度并联机构自由度的减少本质上是因为受到分支施加的结构约束的合成作用决定。运用螺旋理论描述单个分支约束及所有分支约束的合成，并从几何上直接分析约束的线性相关性，判别出机构自由度的性质，同时给出公共约束，冗余约束存在的几何条件和相应的判别计算公式，在此基础上得到普遍适用于少自由度并联机构自由度计算的修正Grtibler—Kutzbach计算公式和一种等价的完全依靠约束分析的自由度计算公式。笔者提出的方法不仅适用于对称少自由度并联机构，也适用于非对称少自由度并联机构。     

柔性蠕动管道机器人的力学特性分析

为提高对管道复杂环境的适应性,实现机器人平稳、可靠行走,对柔性蠕动管道机器人进行了结构优化设计和力学特性分析.该机器人由前机体、导向头、后机体、柔性弹簧轴和行走轮组成,在管道中可实现蠕动行走,并能在一定范围内自主适应管道内径和形状的变化.通过机器人运动特性分析,对机器人在管道内行走时的支撑力、行走牵引力及通过弯管时的受力进行了分析,并分别建立了数学模型.根据机器人驱动力和阻力的分析结果,推导了机器人蠕动行走的条件.搭建了实验测试平台,对机器人进行实验的结果证明了设计和分析的有效性.     

并联机器人的理论及应用研究

并联机构刚度大，承载能力强，精度高，运动惯性小，备受人们关注。对并联机器人的理论、应用研究及国内外发展现状进行了详尽综述，指出并联机器人理论及应用研究领域有待深入开展的研究工作方向。     

机器人手臂结构的力学特性分析及其优化

本研究采用高精度的数学分析方法,对机器人手臂进行动、静特性分析。在此基础上建立机器人手臂优化设计的目标函数。并采取迭代重分析次数最少、搜索最快、效率最高的优化方法,对机器人手臂进行最优设计。通过对典型手臂的设计计算,验证了该方法的正确性和实用性。其设计结果既提高了机器人手臂的刚度,又减轻了重量,达到了预期目的。     

基于螺旋理论的3-RRR并联机构设计与仿真

基于螺旋理论分析了一种3-RRR并联机构的自由度和构型.通过分析动平台和各分支机构的约束螺旋系,构造3-RRR串联分支,运用修正Crübler-Kutabath公式计算出其自由度满足3个转动自由度.基于虚拟样机技术建立3-RRR并联机构虚拟仿真模型,进行正向运动学仿真和工作空间分析,从而找到该机构存在的缺陷,为少自由度并联机构运动学和动力学分析提供保证.     

基于遗传算法的Stewart并联机器人位置正解分析

充分利用Stewart并联机器人位置反解容易获得这一特性,把较难的Stewart并联机器人位置正解问题转化为一个优化问题,考虑到遗传算法的全局优化特性,提出了基于遗传算法的Stewart并联机器人位置正解方法. 仿真实例证明了所提方法具有很高的计算精度,彻底克服了采用数值解法求解Stewart并联机器人位置正解时,解的精度受初值影响较大的缺点.     

基于火积耗散理论的并联热管传热特性仿真分析

根据火积耗散理论,建立了热管内气液二相介质的火积耗散率数学表达式,并将其编译成C语言程序嵌入到Fluent计算中,模拟分析并联分离式重力热管的传热特性.研究结果表明：热管传热过程中的不可逆损失主要由温差传热和相变两部分组成,在热管冷凝段,相变火积耗散数集中分布在热管顶端,约占冷凝段总火积耗散数的97.7%;此外,热管内总火积耗散数与加热功率呈正相关,随着加热功率的增加,热管内总体的不可逆程度增大.     

基于旋量理论的串联机器人逆解子问题求解算法

为了提高串联机器人逆运动学的求解效率,明确逆解的几何意义,提出基于旋量理论的逆运动学子问题求解算法.该子问题描述为“绕3个不相交轴旋转（其中2个轴线平行,且与第3个轴异面）”.以6自由度串联机器人“钱江一号”为例,通过旋量理论及指数积(POEs)方程来建立运动学模型,给出该新型逆运动学子问题的求解方法.将整体逆运动学问题分解为该类子问题和其他已知的Paden-Kahan逆运动学子问题来联合求解.通过实例验算证明,该逆运动学子问题的求解方法高效可靠,具有明显的几何意义,能够满足机器人的强实时系统控制要求.     

基于非线性有限元理论的钢管混凝土和钢筋混凝土力学性能研究

以非线性有限元理论为基础,对钢管混凝土与钢筋混凝土的力学性能展开分析,经过讨论和研究后发现,钢管混凝土的力学性能优于钢筋混凝土。钢管混凝土经过科学配比,其强度、耐久性、抗压能力均可以得到较大的提高,钢管混凝土将是建筑结构的新选择。     

A general methodology for mobility analysis of mechanisms based on constraint screw theory

It is well known that the traditional Grübler-Kutzbach formula fails to calculate the mobility of some classical mechanisms or many modern parallel robots,and this situation seriously hampers mechani-cal innovation.To seek an efficient and universal method for mobility calculation has been a heated topic in the sphere of mechanism.The modified Grübler-Kutzbach criterion proposed by us achieved success in calculating the mobility of a lot of highly complicated mechanisms,especially the mobility of all recent...     

Study on singularity analysis with differential transform method for 3-RRUR parallel robot based on Jacobian matrix

Parallel robot is used in many different fields nowadays,but the singularity of 3-RRUR parallel robot is more complicated,so a method to analyze the singularity of the 3-RRUR parallel robot is very necessary.First,the Jacobian matrix was built based on the differential transform method through the transfer matrixes between the poles.The connection between the position parameters and singularity condition was built through the analysis of the Jacobian matrix.Second,the effect on the singularity from the position parameters was analyzed,and then the singularity condition was confirmed.The effect on the singularity condition from position parameters was displayed by the curved surface charts to provide a basic method for the designing of the parallel robot.With this method,the singularity condition could be got when the length of each link is firmed,so it can be judged that if a group of parameters are appropriate or not,and the method also provides warrant for workspace and path planning of the parallel robot.     

基于对策论的群机器人追捕-逃跑问题研究

将群机器人追捕-逃跑问题看成具有两个局中人的离散动态对策问题，考虑了距离影响、走步影响、有效包围3个因素，构造出威胁评估函数，通过计算各种可能的策略下追捕者对逃跑者的威胁值得到追捕者的支付矩阵，求解该矩阵即可得到每次走步时对抗双方的最优走步策略．以此作为双方策略选择的数学模型，并在此基础上提出了实时策略选择算法．仿真试验结果验证了该模型和算法的可行性．     

对并联机器人的位姿进行视觉定位研究

一种双目主动视觉监测平台建立以增加并联机器人对工作空间的监测,以提高并联机器人运动精度问题和解决并联机器人"盲"工作状态.针对这种视觉监测平台基于一个圆形轨道的这一特殊构造,运用立体视觉思想和摄像机小孔成像原理,实现了该双目主动视觉测平台的视觉空间目标定位方法.为并联机器人精加工奠定了基础工作.     

基于旋量理论的移动机械手建模及轨迹跟踪

研究了非完整移动机械手系统的建模及轨迹跟踪控制方法.首先应用旋量理论建立了非完整移动机械手系统动力学模型,然后综合考虑移动平台和机械手子系统的动态,通过对控制系统的动态补偿和积分反步技术,设计了非完整移动机械手渐近稳定的轨迹跟踪控制器.系统分析和仿真表明所设计的控制器是有效的.     

6-DOF并联机器人新型力感觉系统静力学分析

通过在6-DOF(6自由度)并联机器人各个杆件上集成拉、压力传感器,组成了新型力感觉系统,建立了6个传感器受力与动平台所受合外力、合外力矩的矩阵关系,从而只需检测6个1维传感器的受力就可以确定并联机器人动平台的受力情况．在考虑杆件自身重力的情况下,着重对该力感觉系统进行静力学分析,并以6-PTRT并联机器人为例,在该机器人上集成力感觉系统．实验结果表明该方法可行．