6自由度3-UrRS并联机构的位置正解分析

机构的位置分析是求解机构的输入与输出构件直接的位置关系,是机构运动分析最基本的任务,也是机构速度、加速度、受力分析、误差分析、工作空间分析、动力分析和机构综合等的基础。在实际应用中,解正解问题意味着决定机器人末端执行器当前实际的位姿。基于此,提出一种新型3支链6自由度并联机构3-UrRS,采用球面2自由度五杆机构作为复合驱动装置。以机构上平台3个顶点之间的长度为约束条件,建立约束方程,研究该并联机构的正解的封闭解形式,得到一个16次方的一元多项式方程。以3-UrRS自身的机构特点建立约束方程,得出反解的封闭解形式。最后对该正反解的研究结果进行数值验证,正解的计算结果与反解的计算结果十分吻合,仅有微小误差,这是由计算的累积误差引起的。     

6自由度6-3-3并联机构支链干涉检验的动画仿真方法研究

分析了6自由度6-3-3并联机构的逆位移解并推导得出了该机构各构件的运动方程,提出了基于逆位移解的该并联机构支链干涉检验的动画仿真方法,该方法既实现了支链干涉检验的可视化,也避免了使用各支链所在异面直线间距离作为是否发生支链干涉现象的判据所存在的不足.最后给出了该机构的支链干涉检验动画仿真程序的开发思路并通过算例验证了所开发程序的正确性.     

6-3-3并联机构尺度的优化综合

提出了以满足6-3-3并联机构使用功能为准则的尺度综合优化建模方法,即以功能要求的任务轨迹为动平台运动规划路径,以尺度参数和任务轨迹在工作空间的定位参数为设计变量,以机构空间结构尽可能紧凑,而工作空间尽可能大为目标函数、工作空间涵盖任务轨迹、主动件移动范围和关节转角不超过设定极限值为约束,建立优化模型并通过软件编程实现该模型的求解。最后,给出了一个算例。     

新型3自由度并联机构运动性能及精度分析

混联机构结合了串、并联机构的优点,已经越来越多地应用在复杂自由曲面零件的加工装备中.提出一种能够实现一个移动和两个转动的3自由度并联3-PSP机构,同时该机构存在伴生运动.通过对3-PSP机构运动模式的分析,简化传统的欧拉角描述方式,采用更适合的倾斜-扭转角描述动平台的运动.在此基础上,建立运动学模型,进行包括伴生运动和被动关节变量的完整运动学求解.基于运动学分析,对3-PSP机构的关节行程、速度特性和精度特性进行分析,证明该机构完全适用于混联结构中的并联模块,并能够满足航空、航天、汽车等领域复杂零件的加工需要.     

6自由度绳牵引并联机构的运动轨迹规划

首先,基于6自由度绳牵引并联机构的运动学逆解模型,给出了可用于运动轨迹规划的绳的速度和加速度 的一般结论:绳的速度值始终不大于动平台上相应铰链点的速度值;而正的绳加速度值始终不大于动平台上相应 铰链点沿绳拉力方向的加速度值。接着,提出一种适用于大部分工作空间的绳拉力的计算算法。然后,选择一个 结构紧凑的6自由度完全约束定位机构,以末端执行器能实现空间螺旋∞型的轨迹为目标,进行运动规划,研究 绳的运动特性。仿真结果验证了以上所得到的一般性结论。同时表明,一些绳的拉力的变化不大;而另外一些绳 的拉力的变化很大。这些运动轨迹规划的仿真结果,能为以后该机构的运动控制方案的研究提供依据。提出的运 动轨迹规划方法对一般的6自由度绳牵引并联机构都适用。     

正交3自由度平动并联机构平台的运动学分析

为了研究正交3自由度平动并联机构平台,设计了该并联机构平台构型;利用校正后的Kutzabach-Grubler自由度计算公式验证该并联机构平台的输出是3自由度运动;根据各构件之间的几何关系,探求各运动支链的夹角与摆臂之间的约束方程;通过运动坐标系和固定坐标系相互之间的映射关系,建立并联机构运动平台参考点的位置方程;对并联机构平台的位置正、逆解等内容进行求解,得到了并联机构平台的速度与加速度表达式。最后,根据设定好的运动规律参数对其进行运动学仿真,并在运动平台上设定参考点,获得了运动平台的运动轨迹和相关运动规律曲线图,验证了并联机构平台的动态性能。     

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.     

3支链6自由度并联机构位置分析

提出一种新型的3支链6自由度并联机构，并对其进行位置正解和反解分析。首先利用三角平台型并联机构的位置正解方法，分析该机构的位置正解，得到位置正解的封闭方程，其次用解析法对机构进行位置反解分析，得到封闭的位置反解方程，并给出数值实例，绘制了机构的工作空间形状。     

伸缩杆式二自由度并联机构及应用

介绍一种伸缩杆式二自由度并联机构的结构特点,该并联机构的动平台可实现空间内二自由度的转动。利用螺旋理论分析该并联机构的自由度,并对其进行位置正反解分析,得出相对应的数学模型,并确定伸缩杆长的变化与空间翻转角度的关系,以及翻转角度与结构尺寸的关系。将该并联机构应用于自动化数控夹具,通过调节杆长,可实现将空间任意平面翻转至水平面,便于空间任意平面和孔的加工,扩大了机床的加工功能。     

一种4自由度并联机器人的位置正解分析

提出了一种新型4-RPTR并联机器人机构，该机构能实现空间的三维移动和绕Z轴的转动，是一种很有应用前景的机构。首先分析了机构的自由度，建立了机构的数学模型，运用连续法计算了机构位置正解，给出了数值算例并绘制了对应的三维机构装配简图。     

Algebraic solution for the forward displacement analysis of the general 6-6 stewart mechanism

The solution for the forward displacement analysis(FDA) of the general 6-6 Stewart mechanism(i.e., the connection points of the moving and fixed platforms are not restricted to lying in a plane) has been extensively studied, but the efficiency of the solution remains to be effectively addressed. To this end, an algebraic elimination method is proposed for the FDA of the general 6-6 Stewart mechanism. The kinematic constraint equations are built using conformal geometric algebra(CGA). The kinematic constraint equations are transformed by a substitution of variables into seven equations with seven unknown variables. According to the characteristic of anti-symmetric matrices, the aforementioned seven equations can be further transformed into seven equations with four unknown variables by a substitution of variables using the Gr?bner basis. Its elimination weight is increased through changing the degree of one variable, and sixteen equations with four unknown variables can be obtained using the Gr?bner basis. A 40th-degree univariate polynomial equation is derived by constructing a relatively small-sized 9×9 Sylvester resultant matrix. Finally, two numerical examples are employed to verify the proposed method. The results indicate that the proposed method can effectively improve the efficiency of solution and reduce the computational burden because of the small-sized resultant matrix.     

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.     

一种少自由度并联机构的自由度及运动特性分析

提出一种非对称少自由度空间并联机器人机构,用螺旋理论分析了该机构的运动特性和自由度,进一步对自由度的性质进行了讨论,从而为该机构的深入研究奠定了基础。     

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.     

Computation of the configuration degree of freedom of a spatial parallel mechanism by using reciprocal screw theory

In this paper, we propose a programmable algorithm to investigate the configuration degree of freedom (CDOF) of a spatial parallel mechanism in one Cartesian coordinate system with reciprocal screw theory. According to the physical meaning of reciprocal screws, we first obtain the terminal constraints of every kinematic chain which connects the end-effector with the fixed base, and then gain the free motion(s) of the end-effector and its degree of freedom (DOF). Through analyzing the controllability of the end-effector, we investigate the instantaneous screw expressions for the free motions of the end-effector of a spatial parallel mechanism and the CDOF of the mechanism. The whole mathematical analysis process can be directly embedded in a kind of CAD software, in which the imperfect Kutzbach Grübler formulas or its amendments are mostly utilized to analyze the DOF.     

3-3R球面并联喷胶装置控制系统设计

设计了3—3R球面并联喷胶装置的控制系统,根据并联机构的运动学特性和制鞋业喷胶工艺要求,采用了固高GT-400-SG—PCI—G运动控制卡,给出了其硬件连接和软件设计的方法。开发了操作简便,交互性良好的喷胶系统控制软件。控制软件实现了单轴控制、坐标系控制（多轴协调控制）、轨迹控制等模块。