一种新型混联机床的机构设计与运动学分析

提出了以四自由度1PS+4TPS型混联机构为主进给机构,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机床的布局设计方案。该混联机床方案中定平台通过4个结构完全相同的TPS驱动分支以及一个PS约束分支与动平台相联,动平台可以实现一维平动和三维转动,该方案具有可实现姿态角大、工作空间大等优点。对主进给机构进行了机构设计,推导出了主进给机构一、二阶运动影响系数矩阵,建立了主进给机构封闭形式的运动学方程。文中给出了运动学分析的数值实例。     

一种混联机械臂的运动学正反解分析

为实现较大活动空间内对重物的搬运仓储,提出了一种具有串联机构工作空间大和并联机构承载能力高等优点的新型混联机械臂。该机械臂的自由度为2,具有平面内的一个移动和一个转动自由度基于几何解析法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。     

一种混联式上肢康复外骨骼结构设计与分析

针对现有上肢外骨骼存在的精度、稳定性与外骨骼体积之间的平衡问题,提出了一种8自由度的混联式上肢康复外骨骼机器人;设计了一种新型的2自由度肘部康复装置,代替传统的单自由度肘部外骨骼,旨在更好地实现上肢运动障碍患者的肘部训练;设计了一种共轴球面的3RRR/S机构,用于手部康复,可使手部的康复训练更具包裹性。根据混联外骨骼机构确立坐标系,使用矢量环路法建立机构刚体部分的运动学模型,并通过蒙特卡洛法绘制机构工作空间云图,验证其满足康复训练所需空间要求。最后,通过Matlab对一典型运动进行轨迹规划,在Adams获得末端质心运动平稳轨迹,验证了其运动学分析和结构设计的合理性;并通过约束多余自由度仿真其最大负载姿态,绘制其负载特性曲线,为驱动选取和样机搭建奠定基础。     

一种6自由度混联机器人静刚度分析

针对焊接、切割、打磨、抛光等轻型加工需求,提出一种由面对称3-UPU并联机构及3自由度转头组成的6自由度混联机器人,侧重研究其中并联机构刚度的半解析建模与全域快速预估问题。从分析系统的力旋量系和变形协调条件入手,构造出计及所有支链构件及铰链弹性贡献的半解析静刚度模型。通过算例揭示整机静刚度在任务空间中随位形的变化规律,并借助ANSYS有限元分析软件在典型位形验证了所建模型的正确性。     

一种所有转轴均连续的五自由度混联机器人机构

根据两转一移并联机构两转动自由度转轴的分布,提出构造五自由度混联机器人机构构型的新思路,基于2-RPU&UPR并联机构构造一种新型五轴混联机器人机构。建立2-RPU&UPR并联机构的位置正反解模型,由于该并联部分存在两条连续转轴,可将其等效成一个三自由度串联机构RPR,进而将整个混联机器人机构等效为一个四自由度串联机构RPRR和一个移动平台的组合进行分析,根据这两部分位姿之间的解耦性,建立了混联机器人完整的位置正反解模型,并用加工球面轨迹的算例验证了所建运动学模型的正确性。提出的5自由度混联机器人所有转动自由度均具有连续转轴,能够得到解析的位置模型表达式,能够很容易实现轨迹规划与运动控制,具有良好的应用前景。     

四自由度混联码垛机器人运动学分析与仿真

以四自由度混联码垛机器人为研究对象,介绍了移动关节与回转关节组合式串并联的混联机器人机构特点,分析了该机器人的运动学特征,求出了其位置正反解析解,利用运动影响系数矩阵对其速度进行了系统研究。最后应用Pro/E软件建立了该机器人的三维实体造型,并用ADAMS软件进行了运动学仿真验证。     

一种多轴混联结构机床的运动学分析和轨迹设计

介绍一种新型多轴混联结构机床并对其进行了运动学分析和轨迹设计,该机床的刀头动平台具有6个自由度,工作台具有2个自由度。运动学分析过程中,通过确定8个坐标系,确定了机床的工作范围及工作轨迹。依据传统理论和现有的五轴机床,定义其中的5个坐标系,根据合理的轨迹设计来定义本结构中的另外3个坐标系,通过分析该机构的各参数之间的关系,构造出其力学模型。     

四自由度混联码垛机器人运动学分析与仿真

以四自由度混联码垛机器人为研究对象,介绍了移动关节与回转关节组合式串并联的混联机器人机构特点,分析了该机器人的运动学特征,求出了其位置正反解析解,利用运动影响系数矩阵对其速度进行了系统研究。最后应用Pro/E软件建立了该机器人的三维实体造型,并用ADAMS软件进行了运动学仿真验证。     

PRS-XY型混联数控机床设计

介绍了PRS-XY型混联数控机床的基本结构组成,给出了其运动学结构原理。通过运动学分析得出了机床设计中需用的运动学学方程,研究了混联机床定平台、动平台、驱动杆总成三者之间的几何关系。以此为基础,给出了部分零件的具体机械设计过程。     

一种用于眼内手术的混联机构设计与运动学分析

为利用机器人实现眼内手术操作所需的远程运动中心(Remote center of motion,RCM)运动模式,提出了一种新型六自由度混联机构(RP+PPRRP/PPRR).首先受U副结构形式的启发,利用两组RPPRP平面五杆机构单元重构出PPRRP/PPRR并联构型.根据螺旋理论计算该机构的自由度,并分析自由度性质...     

2PRS-2PSS并联机构的设计与运动学分析

设计出一种两移动两转动的四自由度2PRS-2PSS并联机构。以该机构的4条分支运动链的主动移动副轴线与静平台的夹角为变量。首先根据方位特征集理论分析了该并联机构的运动输出特性;再基于矢量法对其运动学进行分析,推导出机构的位置和姿态的正解、逆解,进而推导出其速度和加速度方程;然后基于机构雅可比矩阵的奇异性,详细讨论了机构可能存在的奇异位形;最后,通过算例仿真验证了理论分析的正确性。     

立卧转换式混联机床及其平行机构的运动学分析

开发出一种能够实现立卧转换的3-TPS（RRR）型混联机床新构型。该机床在动平台与基座之间附加一个平行约束机构,可以限制平台的部分自由度,使动平台只能作三个方向的平移和一个派生的转动。着重对该机订泊平行约束机构进行运动学分析,得出了它的位置,速度,加速度以及雅可比矩阵的计算公式,并进行了仿真计算,为机床的结构设计和动力学计算奠定了基础。     

一种基于并联机构的2R-1T运动平台设计

介绍了1种基于并联机构的空间一平移二转动的三自由度运动平台,该运动平台是以相互垂直分布的(P-R-C)、(C-R-C-R)支链与1条(P-H)支链通过并联组合而成。通过计算,得出了该机构的自由度以及运动学正、反解的理论表达式。利用PRO/E对机构进行建模,通过Mech/Pro模块导入ADAMS/View模块中进行仿真。分别在机构的移动副和动平台上施加运动,通过计算机模拟,分别得到该运动平台以及三条运动支链随时间变化的轨迹,并与使用MATLAB软件进行的理论计算结果进行对比,结果显示得到的位置曲线完全相同,证明了该平台位置运动的正确性。     

PRS-XY混联机构实验平台的运动学分析

提出串并联结合的PRS-XY型混联结构。该结构含有3自由度的PRS并联机构和一个X-Y工作台,能实现3个方向的平动与两个转动。对PRS-XY型混联结构进行了运动学分析,建立了正、逆运动学模型,并对其进行了数值解折,验证了该模型的正确性。     

基于 SolidWorks Motion 的六自由度平台运动仿真

为了更直观地了解六自由度平台的运动规律,根据高等空间机构学理论,建立了六自由度平台位置反解数学模型,利用SolidWorks构建了六自由度平台的三维实体模型,然后使用Solid-Works Motion模块对平台进行了运动仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性和机构设计的合理性,对后续的轨迹规划和结构优化具有重要参考价值。     

一种两自由度并联调姿机构的设计

介绍了一种两自由度的并联调姿机构的结构特点,讨论了这种机构在较小调姿角度情况下的运动学位姿反解和正解,对此机构的可能应用及结构设计中的一些问题也作了分析。     

一种少自由度并联五轴激光切割机的设计与仿真

创新地设计了一种少自由度并联五轴数控激光切割机,对三维激光切割机产品设计提供了一种全新思路。运用ADAMS软件对机构进行了运动学仿真,其结果和方法能够为进一步的研究和产品化提供参考依据。     

菠萝采摘混联机构的设计与运动学分析

针对菠萝采摘机构工作空间大、刚度和承载能力高的要求,提出一种由1R2P串联机构和球面2自由度冗余驱动并联机构串联组成的混联构型方案.将混联机构简化为一个5自由度空间开式运动链,采用D-H方法建立运动学方程,得到位置正反解.对球面2自由度冗余驱动并联机构进行尺度设计,得到位置反解.应用ADMAS软件建立虚拟采摘机构模型,进行运动轨迹规划和仿真分析.结果表明,机构各杆件在运动空间范围内约束条件没有发生破坏,杆件之间无结构干涉,运动关节速度和加速度变化平缓,无突变.杆件尺寸参数设计合理,为菠萝采摘设备的研制提供了理论依据.     

新型三转动并联机构的动力学分析

提出一种基于Stewart机构的新型三转动并联机构,该机构有三个驱动缸和三个拉杆,能实现三自由度的转动.建立该机构的运动学方程,推导其运动学反解的封闭解和运动学正解的数值解,然后建立系统的动力学方程,最后对其动力学特性进行仿真分析.该新型并联机构在运动模拟领域具有广阔的应用前景.     

一种新型共轴式直升机操纵机构运动学分析

提出一种新型共轴式少自由度混联机构,可以模拟三桨叶共轴式直升机操纵机构的运动,由下操纵3-SPS+PS+RRS并联机构和上操纵混联机构串联而成,整体机构结构简单紧凑,所以可应用于三桨叶共轴式无人机。机构对旋转盘的约束等效为一个PS约束支链,上操纵混联机构等效为几个并联机构后,运用螺旋理论分析上操纵机构的自由度,证明上下倾斜盘运动姿态一致,结合下操纵机构得出整个机构满足三桨叶共轴直升机操纵机构所需的自由度。对上操纵机构中的倾斜盘的姿态角和运动支链的位置进行分析,并得出了在下操纵机构一定倾斜姿态下变距转动角的变化规律。通过PRO/E仿真查看整体机构的运行情况。