3/6-SPS型 Stewart机器人的一般线性丛奇异分析

就３／６－ＳＰＳ型Ｓｔｅｗａｒｔ机构的一般线性丛奇异作了分析,给出了特殊位形的判别矩阵,论证了产生这种奇异的运动学原理和几何条件,重点讨论了平台式和球台式Ｓｔｅｗａｒｔ机构的奇异。其结果对类似的虚轴机床Ｈｅｘａｐｏｄ有着重要的应用意义。     

速度瞬心在机构运动分析中的应用

本文论述了速度瞬心除可对机构求解速度、两构件的速比之外，还可利用绝对瞬心对同一刚体求解加速度。     

空间连杆机构运动分析可视化

可视化技术可以使空间机构的运动分析更加直观.以空间RSSR机构为例,运用MATLAB、ADAMS等可视化技术,分析机构的可动性,并利用图表和动态图像显示其位移、速度及加速度等计算结果.     

速度瞬心及其在机构速度分析中的应用

着重阐述了速度瞬心的概念及瞬心的求法,并讲解了速度瞬心在实际机构分析中的运用.     

速度子空间在3-PTT并联机构运动耦合分析中的应用

通过求解3-PTT并联机构各支链的螺旋系得到各支链的速度约束子空间。在机构采取不同的虎克铰安装角度时，根据各支链速度约束子空间的基分析了动平台的自由度及其输出速度分量之间的耦合情况，得到4种不同特性的3-PTT并联机构，其中两种连续机构，用ADAMS软件进行了仿真验证。此外还分析了3-PTT并联机构出现奇异位形的条件及相应位形时，机构丧失或增加的自由度。     

4-UPU并联机器人机构及其运动学

提出了一种能实现空间三维移动和绕Z轴转动的机构模型———空间4-UPU并联机器人机构模型。采用螺旋理论分析了4-UPU并联机器人机构实现空间三移一转运动的机构学原理,计算了其自由度,讨论了输入的合理性;给出了其位置反解的方法,导出了位置正解的封闭方程,进行了数值验证,并分析了该机构的工作空间和奇异位形。该机构是一种过约束机构,具有结构对称且相对简单、刚度大等优点,可用于开发新型工作台、并联机床、四维力传感器以及微操作机器人等。     

新型三平移并联机构及其奇异位形分析

根据并联机器人机构结构综合理论,以单开链支路为单元,提出了一种能实现空间三维移动的3-PRRR并联机构.对该并联机构的自由度、虚约束和耦合度等结构性能参数进行了计算,分析了该机构的运动特性和运动学正反解,得到了该机构的奇异位形.该机构在结构上具有较好的对称性和解耦性.     

二自由度球面运动并联机构位置及速度分析

设计了一种二自由度球面运动并联机构,具有三个支链,其中两个为主动支链,一个为被动支链,机构结构为非对称形式.对机构进行了位置和速度分析,为机构的控制提供了理论基础.机构已成功用于汽车变速器试验台自动换档机械手,拓宽了少自由度并联机构的应用领域.     

一种可重构、部分运动解耦的空间n维平移1维转动并联机构的拓扑及其运动学设计

根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论与方法,提出了一种动平台可重构的三自由度并联机构RPa3R-R+RSS。对该机构的运动输出特性进行分析,表明该机构动平台能产生空间n维平移1维转动（nT1R,n=2,3）的输出运动且具有部分运动解耦性,通过动平台的重构可赋予动平台的转动绕3个特定转动轴x、y、z输出;计算了机构的自由度和耦合度;基于序单开链的运动学建模原理,建立了该机构动平台绕任意转动轴输出构型下的通用运动学模型;对动平台绕z轴转动输出构型下的运动学进行了分析,包括位置正反解、工作空间形状与大小、动平台转动能力、机构的奇异位形条件,以及机构的速度和加速度计算与仿真分析。     

一种新型完全解耦移动并联机构的运动和奇异性分析

提出一种新型三自由度完全解耦移动并联机构,机构的三条分支中各包含一个平行四边形结构,推导出该机构运动位置和速度的正、逆解析解,讨论了机构主动副的移动范围,并根据机构正、逆雅可比矩阵的奇异性对机构奇异位形进行了系统地分析。由于在整个运动过程中机构雅可比矩阵为三角阵,因此机构为完全解耦并联机构,这使得机构在控制和轨迹规划等方面较为简单。此外,分支中平行四边形结构增加了机构的刚度。该机构在坐标测量机和虚轴机床等方面具有广阔的应用前景。     

小波奇异性检测在机械故障诊断技术中的应用

信号中不规则的突变部分往往载有设备运行状态特征的重要信息,它是信号重要的特征之一.譬如,在机械故障诊断中,故障通常表现为输出信号发生突变.因而对突变点的检测,通常叫奇异性检测,在故障诊断中有非常重要的意义.文中介绍了奇异性检测的基本原理、典型仿真信号分析,以及在轴承故障诊断中的一例实际应用.     

汽车用新型等速万向联轴器驱动轴的仿真研究

等速万向联轴器驱动轴在汽车传动系统中起着重要作用,其运动特性影响着汽车性能的好坏以及汽车的安全性。对此通过运动学仿真分析,求出各主要零部件的运动仿真结果,得出滑块在槽壳轨道轴线方向的运动量最大,是主要的运动部件;然后在ANSYS Workbench进行静力学仿真分析,通过新型等速万向联轴器驱动轴的应力、应变以及总变形情况,可知该等速万向联轴器驱动轴的危险部件及危险部位集中在三叉杆上。因此,需要增加它的强度,从而提高汽车用新型等速万向联轴器驱动轴的安全性。     

新型四足步行机器人串并混联腿的运动学分析

针对串联四足机器人行走惯量大,自重/载重比大的问题,提出一种新型串并混联四足步行机器人,并对该机器人的串并混联腿进行运动学分析。该机器人由一个运载平台和四条结构相同的串并混联腿组成,每条腿均由髋关节、大腿、小腿顺次连接构成,其中髋关节为3-RRR并联机构。以能耗最小姿态为最优姿态,基于矢量法求解了该串并混联腿的运动学正解和反解,利用MATLAB和ADAMS软件验证了正解和反解的正确性;基于矢量法和微分变换法求出了该混联腿的速度雅克比矩阵和加速度矩阵,分析了其奇异性,并利用MATLAB软件绘制出该腿的工作空间。结果表明:该腿在髋关节连杆直径d=22mm,大腿杆件直径D=50mm,膝关节转角θ4∈[105°,155°]时,工作空间呈球冠形,最大内接圆半径R=400mm,高度为H∈[500mm,900mm]。本研究对该新型串并混联四足步行机器人的刚度分析、动态性能、机构优化设计和系统控制等的进一步研究具有重要意义。     

新型RR-RURU踝关节康复机器人机构的设计与分析

基于无耦合RR-RURU转动并联机构设计出一种新型踝关节康复机器人。利用螺旋理论对机构进行了运动输出特性分析和自由度计算;推导出机构动平台的姿态方程和角速度方程,讨论了机构满足运动学完全各向同性的结构条件;根据机构分支运动链的运动螺旋系的线性相关性,分析了机构的运动学奇异性并给出其奇异位形;研究了机构的工作空间,得到其可达工作空间的三维图形。绘制出新型踝关节康复机器人的CAD模型,利用临床医学步态分析数据（CGA）得到其输出角位移曲线,并对其动力学进行了虚拟样机仿真。研究结果为该新型踝关节康复机器人的样机试制提供了理论基础。     

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。     

一种新型并联机器人的奇异性与工作空间研究

针对一种六棱锥式新型并联机器人的轨迹规划问题,基于具有反解选取准则的机构逆运动学方程,对奇异性和工作空间进行深入研究。由雅可比矩阵提出机构奇异判别方程,并引入可操作度性能指标进行奇异性分析。考虑运动副范围以及连杆干涉等约束条件,采用三维边界搜索法,给出机构在定姿态下工作空间的三维可视化描述。进行边界采样实验,实验结果表明了仿真的正确性。研究结果可为无奇异轨迹规划提供理论依据。     

一种新型3-RRRU并联机构及其运动学分析

提出了一种具有三维平移自由度的3-RRRU型全对称并联机构,运用螺旋理论分析了该并联机构实现三维平移的机构学原理,进行了驱动输入的选取与论证,分析了机构奇异,讨论了奇异的可避免性,建立了运动学模型,获得了运动学反解的解析解,通过坐标变换和变量扩展进行了运动学正向求解的讨论与数值验证。该并联机构具有全对称、制造简单、奇异可避免等特点。     

基于PD控制的平面3R刚性冗余度机器人中的混沌现象

通过仿真及混沌数值分析法中的相图法、Poincare映射法和最大Lyapunov指数法 ,对采用PD调节器进行工作空间负反馈控制机器人末端重复跟踪工作空间的封闭路径时平面 3R冗余度机器人自运动中的混沌现象进行了研究。研究表明 :基于扩展Jacobian矩阵方法求解冗余度机器人运动学逆解时其自运动是规则的周期运动 ,而基于Jacobian矩阵的伪逆求解冗余度机器人运动学逆解时其自运动是混沌的