基于遗传算法的新型六自由度并联机器人运动学分析

运动学位置正解和位置逆解是对并联机器人其它性能进行分析的基础,位置正解也是并联机器人研究中的一个难点。本文采用遗传算法对一种新型六自由度并联机器人的运动学位置正解和位置逆解进行了求解,并且利用灰色关联分析对求解结果进行了分组,得到了Stewart并联机器人的5组位置正解实解。实例表明该方法简单、方便、具有通用性,是求解并联机器人运动学问题的一种新策略。     

一种新型2-DOF并联主轴平台机构运动学分析

提出了一种新型2-PRR两自由度并联主轴平台机构,介绍了其机构组成及其结构特点。针对此平台机构,建立了运动学方程,给出了机构的位置正反解,并绘制了所有正反解构成的空间曲面,由此得到了平台机构的工作空间。最后,基于雅克比矩阵,对平台机构进行了运动仿真研究,为并联主轴平台机构运动参数的正确设计及控制提供了理论依据。     

特殊3-PRS并联机器人运动分析

建立了 P副平行于固定平台法线的 3- PRS并联机器人的运动反解数学模型。分析了当给定运动平台中心法线与固定平台中心法线之间夹角 ,并使运动平台法线绕固定平台中心法线旋转时 ,运动平台中心以及中心法线上一点的运动轨迹。分析表明 ,该 3- PRS并联机器人只能部分满足特定的运动规律要求     

一种两转动一平移并联机构的运动学分析

提出了一种能够实现一维移动和两维转动的空间3自由度并联机构,其固定平台与运动平台通过1个PTS支链、1个PRS支链和一个PS支链相连接.基于该机构运动约束方程,得到位置反解、正解和速度方程的封闭表达式.最后,应用实例验证了理论分析的正确性.     

一种三自由度新型并联机构的运动学分析

提出了一种能够实现三维移动的空间新型三自由度并联机构,其固定平台与运动平台通过对称布置的CU支链相连接.基于该机构运动约束方程,得到位置反解、正解和速度方程的封闭表达式.最后,应用实例验证了理论分析的正确性.     

空间3-RPS并联机构运动学分析

从空间3-RPS并联机构关节约束导出动平台位置和姿态参数之间的耦合关系,给出了描述机构位形的独立参数也即广义坐标。利用运动等同性条件建立机构几何约束,得到机构位置反解方程,进一步将约束方程对时间求一阶和二阶导数建立构件之间的速度加速度关系,从而避免了在运动方程中出现复合关节变量,得到构件之间显格式的速度加速度传递关系。实例表明该种方法,具有计算效率高的优点,有利于机构学问题的快速求解和动态仿真。     

基于牛顿迭代法的并联机床运动学分析

研究一种新型并联机床的运动学问题。建立机床的虚拟样机模型,根据齐次变换矩阵建立机床中并联机构的运动学模型并求出正解,在正解的基础上,分析了机构在某一位姿下的运动学逆解,得到了位置逆解的数学模型,采用Newton-Raphson迭代法结合算例对运动学进行分析,得到了运动学唯一的正解;通过虚拟样机仿真验证了运动学正解结果的正确性、可行性,获得了动平台的位姿随驱动值变化的规律,为进一步分析机床的尺度综合和轨迹规划提供了一定的理论参考。     

踝关节康复训练并联机构构型及其运动学分析

在分析踝关节结构及运动方式的基础上,提出了一种3-RSS/S并联机器人方案用于踝关节康复治疗,并对其进行了位置逆解分析,得出了雅可比矩阵,为该机构的进一步分析、研发奠定了理论基础。     

6PTRT型并联机器人运动学分析

6PTRT型并联机器人具有较高的实用价值.根据6PTRT型并联机器人的自身机械特点和机构约束性建立了位置反解模型.提出利用一阶影响系数矩阵,基于位置反解方程,利用位置反解迭代的杆垂直移动距离逐次逼近真实移动距离的思路建立了位置正解模型.这种正解算法基于位置反解,所以相对简单易求.同时,用这种方法所求的解是机构在运动中可以实现的,这对于运动过程中计算机的实时控制和并联机器人的末端位姿的检测具重要的意义.     

Delta并联机构的逆向运动学分析

对Delta并联机构的逆向运动学进行了全面分析,从机构约束方程得出机构位置反解,使得主动构件的关节变量能用结构参数表示;利用影响系教理论,建立了机构输入输出运动速度及加速度之间的传递关系;影响系数计算过程容易程序化,避免了传统速度加速度分析中的求导运算,便于采用现有的数学应用软件,进行符号推导,影响系数又是构造动态性能量化指标的基础,对机构动态性能分析和动态性能优化具有十分重要的意义.     

基于ADAMS软件的3-RRC并联机器人运动学正解仿真分析

应用ADAMS软件建立3-RRC并联机器人模型,并进行运动学仿真,使用测量工具求得并联机器人位置逆解,使用样条曲线和样条函数通过仿真求得位置正解,借助于仿真软件求得运动学正解方法快速准确,为实际的样机调试和控制提供了有意义的借鉴。     

一种三维移动并联平台机构的运动学分析

介绍了一种能实现空间三维移动的并联平台机构－－空间3－RRC机构。该机构结构简单对称,运动副少;可用于运动工作台,并联机床等。分析了该机构的运动学,推导了速度、加速度正反解方程。与Stewart平台等并联机构比,该机构的运动学解相对简单,计算量小,便于实时控制。通过典型输入时工作平台的位置、速度及加速度的对应关系曲线,描述了该机构的运动学特性。     

一种新型6-DOF并联机构的运动学分析

提出了一种新型6自由度2支链并联机构:2-S*RU;其中S*为3自由度球面机构,为复合球铰,R为转动副,U为虎克铰。采用余弦矩阵方法得出了该并联机构的位置正反解的封闭解形式,其中正解的最终方程为一元4次方的多项式。采用余弦矩阵的优点是:第一,与欧拉角不同,方向余弦矩阵不会有任何有代表性的奇异位形。第二,在计算过程中不会出现三角函数,提高了计算效率。该机构可应用于机器人手臂,结构简单紧凑,易于实现模块化。     

新型6-CCS并联机器人机构的运动学正解及仿真

介绍了一种由圆柱副、圆柱副和球面副构成的基于点、线间距离约束的新型解耦并联机构6-CCS,对结构和运动学正解进行了研究。通过对三个位置约束方程构造Dixon结式,去掉其中线性相关的三行三列,导出了一元64次输入输出方程,并根据位置的8个解与姿态解互相解耦的特点,总共有512个解。然后使用数值算例验证了其全部根。结合VC+[KG-*2]+6.0和OpenGL对其进行了三维建模和运动仿真,验证了这一新机构的可行性。     

新型三转动并联机构的位置分析及其运动仿真

根据并联机器人机构结构综合理论,设计构造一种能实现空间三维转动的三自由度并联机构,该机构由三条PSS支链组成,在结构上具有良好的对称性。通过对三个距离约束方程构造D ixon结式导出了位置正解输入输出方程,得出8组位置正解。借助Pro/E软件,对虚拟并联机构平台进行运动仿真,得到了位姿变化曲线,验证了理论分析的正确性。     

基于运动耦合结构的并联机器人运动学正逆解

根据运动学等效的原则，在并联机器人中引入等效串联机器人及分支等效串联机器人，以等效广义坐标为中间变量建立并联机器人运动学正道解求解算法。该算法能有效处理结构带来的运动耦合，并且规划的软件具有自动生成迭代初始点、避免多解性以及便于实际应用等特点，从而为并联机器人的结构设计与创新提供了理论支持。     

一种新型3自由度并联机构的奇异性分析

研究一种新型空间3自由度并联机构(HANA)的奇异性。该机构由定平台、动平台和三个联接支链组成,其动平台相对于定平台具有2个移动和1个转动自由度。其结构主要特点是只采用了单自由度的运动副。构型优势主要是转动自由度灵活度高。详细分析了该机构的三类奇异形位,为以后关于该机构的工作空间和转动能力分析以及控制提供基础,特别是基于合理设计的工作空间内无奇异特性将保证该机构拥有很高的转动能力。该机构不仅可以应用在并联机床的设计中,还可以广泛地应用在工业机器人、飞行模拟器和微型机器人等领域。     

四自由度并联工作台的运动学建模

提出一种四自由度并联工作台,进行了机构学分析及其自由度的计算;研究了该机构的运动学建模方法,给出了位置分析的正解、逆解,并阐述丫其应用前景.     

一种新型平面三自由度冗余度并联机器人的运动学分析

提出了一种新型平面三自由度冗余度并联机器人机构 ,并对它的运动学问题进行了研究。由于采用了特殊的驱动冗余方法 ,可得到运动学正解的封闭形式。还从机构学的角度分析了其运动学正解个数多于一个解时的情况。     

Kinematics Analysis of Motion Simulation Subsystem for Unmanned Vehicle

Unmanned vehicle has attracted wide attention and interests throughout the world since it first deputed in the 1960s. However, the experimental methods for unmanned vehicle’s intelligent behavior, such as semi-physical simulation and motion subsystem, have not been widely explored. First, the requirements of the motion subsystem in unmanned vehicle semi-physical facility are analyzed, and a six DOF parallel manipulator is selected to reproduce the pose of the vehicle. The link lengths of the motion subsystem are worked out under the given rotational angles of the vehicle. According to the geometric properties of tetrahedron, three joint positions of the top platform are determined, and the rest are obtained from the first three position vectors. Six constraint equations are set up based on the vertices on the top platform and the link lengths. In order to solve the six angle variables, a numerical algorithm built on the Newton-Raphson iterative method is presented, which is based on Taylor series expansion of six constraint equations. The pose of the top platform is ultimately calculated. The eigenvalues of the top platform are solved to obtain the natural frequencies of the motion subsystem. The coordinates of six joint centers on the top platform and six constraint equations can be realized by simple algebraic manipulation, which allows significant abbreviation in the formulation and provides a systematic way of obtaining the kinematic solution of the parallel manipulator. A numerical example is given and its efficacy is demonstrated by the inverse kinematics. The computation strategy based on tetrahedron method and Newton-Raphson iterative method provide a simple and cost-effective method for solving forward kinematics of six DOF parallel manipulators, and this method sheds light on other parallel manipulators.