λ型并联机床的工作空间分析

针对一种双直线电机驱动的平面并联机床的λ型机构模型,给出了机床主运动平面机构的运动特性,分析研究了λ型平面四杆机构的工作空间。机构的工作空间与机构滑鞍的行程以及机构的尺寸有关,分别给出了各种情况的工作空间几何形状。     

多功能模块化串并联机床结构的研究

在分析当前机床技术发展的趋势的基础上，提出了一种新型模块化并联机床结构，机床主运动的实现采用并联机构，工件的进给运动由串联机构实现。研究了机床主运动模块平面二自由度机构的运动特性，给出了机构运动学正反解。机床采用模块化结构设计，据加工需要，可方便快捷地组合设计不同自由度的机床；运动机构串并联相结合，既具有结构简单，刚度重量比大，响应速度快的特点，又具有工作空间较大的特点。     

基于3-RRRS机构的新型并联机床构型及运动建模

提出了一种基于3-RRRS机构的并联机床构型。RRRS是由3个R副和1个S副组成的支链。3-RRRS机构在上下平台之间连接移动平台,实现移动平台相对于下平台的六维运动;安装在移动平台上的动力头完成机床的加工操作。RRRS运动支链的每个R副配备1个驱动动力,共有3个驱动;整个运动支链系统有9个驱动,具有从属驱动特性,使并联机床具有较大的工作空间和较好的运动动态特性。首先,介绍了新型机床的模块化结构;其次,对基于3-RRRS机构的机床进行建模分析,给出了机床操作中各机构变量的运动和控制模型;最后,给出计算实例,并用运动仿真对计算结果进行了验证。相关工作为后续设备的实际使用提供了理论依据。     

激光加工用三平移并联机床的分析与研究

设计与研究了一种用于激光加工的三平移并联机床。介绍了并联机床的组成及部件间的连接关系。通过应用并联机构拓扑结构理论对并联机床的自由度进行了分析,得出其自由度输出为三平移。通过建立杆长约束方程,得到并联机床机构的运动学位置逆解方程。应用几何法对并联机床工作空间进行了分析与求解,并得出工作空间与机床机构参数之间的关系。通过建立并联机床的几何参数误差模型,得到机床动平台的输出位置误差,进而为并联机床生产和运动控制提供理论依据。     

六自由度并联运动机床奇异性研究

6-PSS并联运动机床的奇异性分析是6-PSS并联运动机床其它分析的基础,也是空间机构学分析的一个难点。本文首先解释了并联运动机床奇异性特征,通过建立6-PSS并联运动机床结构数学模型,实现了参数化设计。利用螺旋理论空间分析的优势,建立了6-PSS并联运动机床的Plücker坐标,方便地给出机床受力Jacobian矩阵,同时利用Matlab强大数学计算功能,精确的分析出并联机床的奇异性空间,降低了并联运动机床奇异分析的复杂性。     

6—PSS并联机床的运动学分析

以6-PSS并联机床为例，从单一支路的运动分析出发，利用并联机床的结构约束条件，得到并联机床显格式的位置反解方程以及工作空间到输入空间的速度和加速度映射矩阵，最后给出衡量并联机床运动精度的重要指标及其计算式。     

新型混联虚拟轴机床的位置正解与工作空间分析

提出了以三自由度空间并联机构作为主进给机构，辅以双向移动工作台实现多坐标数控加工的一种新型混联虚拟轴机床的配置方案。建立了空间并联机构位置正解的封闭方程，分析了空间并联机构及其虚拟轴机床的工作空间，并给出了数值实例。     

3-PU*U*型平动并联机构的运动学分析

研究3-PU^*U^*型平动并联机构的运动学分析问题。通过将该机构简化成运动等效的机构模型，得到其位置逆解公式及描述机构输入与输出速度关系的逆雅可比，并进一步对3-PU^*U^*并联机构作业空间的几何性质、机构的运动灵活性进行了分析，给出了尺度参数变化对机构作业空间及运动灵活性的影响规律。分析表明，该机构具有几何形状规则的作业空间及较好的运动灵活性，是一种较为理想的实现三移动操作的并联机构选型。     

并联机构瞬轴面研究进展

沿动定瞬轴面连续地螺旋对滚,是并联机构固有的运动特性,也是并联机构转动和移动强耦合输出的几何表现形式。这种复杂空间刚体运动,极大地增加了并联机构的运动学标定和控制的难度。近年来,有学者利用瞬轴面来定性地描述这类机构的复杂运动特性,也有学者利用瞬轴面来优化设计机构。最近,有学者提出了动定瞬轴面螺旋对滚方程,来定量地计算这种复杂的空间运动。但是,瞬轴面在并联机构学中的研究和应用,并未受到国内外学者的广泛关注。为此,首先分析了并联机构的运动特性,综述了并联机构转轴和瞬轴面的分布规律,回顾了并联机构瞬轴面的计算方法和动定瞬轴面螺旋对滚方程的推导过程,并给出了该方程的几何应用。最后,展望了瞬轴面在并联机构学研究中的发展方向。     

新型三维平台机床全域承载能力及其在几何空间模型内的分布

应用并联机器人机构学理论，定义新型6自由度三维平台并联机床的全域承载能力指标，并基于空间模型理论，研究了全域承载能力指标在并联机床几何空间模型内的分布，为该并联机床的结构参数的计算机辅助优化设计提供了一条新途径。     

虚拟轴机床作业空间快速检验算法的研究

根据虚拟轴机床的结构和运动特点,提出在机床的运动学分析中运用单开链方法,只进行一次运动学逆解计算就可求出全部运动变量的值,包括从动铰的运动坐标,因此适合于作业空间的快速经验。基于一台实际的虚拟轴机床－－VAMT1Y,对该算法进行了应用和验证。     

交叉杆并联机床结构参数优化

增大工作空间和提高灵巧度是并联机床设计的一项重要任务。依据运动学反解,采用三维搜索的方法得到了带约束条件的交叉杆并联机床的工作空间;利用自然坐标法推导了该机床的新型雅可比矩阵;基于工作空间和新型雅可比矩阵获得了交叉杆并联机床的灵巧度分布。在此基础上分析了机床各结构参数对工作空间和全域灵巧度指数的影响规律,然后用最小二乘法进行曲线拟合并以工作空间指数和全域灵巧度指数为优化目标对该机床进行优化,与优化前相比,两项指标分别增大了0.40倍和0.26倍,达到了机构优化的目的。     

一种新颖的6自由度并联机床结构型式及其局部各向同性分析

针对以Stewart平台为原型的6自由度并联机床各项同性和工艺性差等问题,提出一种新颖的6－DOF并联机床结构,应用并联机器人机构学理论,论证了该种结构型式的并联机床在其工作空间内存在速度和力各向同性位姿,具有最佳的运动和力传递性能,选择各向同性位姿为机床初始装配位姿,改进了机床的结构,改善了装配工艺性。     

Kinematics analysis and solution of the active/passive forces of a 4SPS+SPR parallel machine tool

A 5-dof 4SPS+SPR parallel machine tool with four SPS-type active legs and one SPR-type active leg is proposed. Its inverse kinematics is analysed by using an analytic approach and a CAD variation geometry approach. Some analytic formulae for solving the active/passive forces are derived by adopting a vector approach. First, a simulation mechanism of the 4SPS+SPR parallel machine tool is created and some kinematic characteristics are analysed. Second, the formulae for solving its inverse kinematics and the Jacobian matrix are derived and a reachable workspace is constructed. Third, the poses of the active/passive forces are analysed and an active/passive force transformation matrix and the analytic formulae for solving the active/passive forces of the 4SPS+SPR parallel machine tool are derived. The analytic results are verified by the simulation mechanism.     

一种新型运动副及其在并联机床上的应用

提出了一种基于新型运动副——复合球铰的虚拟轴机床,它是由5-SPS分支组成的并联机构,其中3个分支汇交于一个三重球铰,另2个分支汇交于一个二重球铰,两个球铰固接在一起形成一个复合球铰,代替了并联机构的活动平台,而且机床主轴位于复合球铰中心线上。这种基于复合球铰的5个分支新型虚拟轴机床与基于Stewart平台机构的6个分支的虚拟轴机床相比具有同样多的实用自由度,并且机床结构简单、解耦,其正反解计算及控制亦相对简单。探讨了5分支机床的结构形式,尤其对关键结构——复合球铰的结构,机构位置反解,以及一定姿态下的可达工作空间进行了分析和计算。这种新型虚拟轴机床在空间曲面加工领域将有着广泛的应用前景。     

七轴混联机床机构干涉校验算法及工作空间快速校验的研究

在加工具有复杂曲面的工件时,同六轴并联机床相比,七轴混联机床的加工能力有所提高,能够快速加工多个曲面,降低由于多次装夹造成的加工误差,缩短加工时间,有利于充分发挥并联机床的优势。为了避免加工过程中出现干涉碰撞问题,同时确保整个工件都在加工空间内,提出并详细讨论了七轴混联机床的机构干涉校验算法及工作空间快速校验算法。这些算法对混联机床的设计和控制系统的开发有着一定意义。     

基于工作空间和灵活性的并联机床结构参数优化设计

分析了 6SPS型并联机床仿五坐标机床加工工作空间的要求,将满足工作空间要求的机床参数设计问题归结为五变量优化问题.以并联机床工作空间的灵活性为指标,采用遗传算法进行求解。运用该法可确定主要的机床参数,为机床的总体设计提供依据     

新型并联机床的柔度指标及其在工作空间内分布研究

研究并联机床的柔度及其在工作空间内的分布情况，对并联机床的方案设计和使用有重要意义，对一种新颖的以6－SPS正交3维平台机构为原型6自由度并联机床的变形与力关系进行分析，基于柔度矩阵的子阵，提出该并联机床在任意位姿的4个柔度评价指标，并给出了这些评价指标在定位姿工作空间内的分布情况，为该并联机床的合理任务规划和因受力变形而 产生的加工误差分析提供依据。     

新型并联机床作业空间与奇异性分析

提出一种新型的平面三自由度并联机床，分析了该机床的两类构型奇异问题。在定义出机床位置空间的基础上，借助奇异性分析，提出兼顾运动平台实现位置能力和姿态能力的位姿空间描述方法，为此类机床的尺度设计、路径规划和控制提供了依据。