新型6-PRRS并联机器人运动学和动力学研究

利用旋量理论和指数积方法求解了6-PRRS并联机构主动关节与被动关节的位置逆解。根据该并联机构的输入输出映射关系,推导出一种基于速度投影的雅可比矩阵求解方法。提出一种解决新型6-PRRS并联机器人逆动力学问题的系统方法,采用Lagrange法建立并联机器人的刚体动力学关系,应用虚功原理最终获得动力学模型。解决了6-PRSS并联机器人一系列运动学和动力学问题,这些方法具有一定的通用性,适用于类似并联机构的分析与研究。     

冗余度机器人的运动学和动力学优化

对冗余度机器人的运动学和动力学优化问题进行了比较研究,发展和完善了出休斯敦（Ｈｕｓｔｏｎ）提出的冗余多体系统动力学优化的咱然动力学解”的概念,并扩展其物理意义．同时,本文还给出了一些具体的优化结果．     

四自由度并联微操作机器人的运动学分析

分析了2RPS+2TPS型四自由度并联微操作机器人机构的运动学特性;采用微分法推导了微位移增量矩阵的一般表达式以及输入、输出位移的雅可比矩阵;建立了微操作机器人的运动学方程、速度方程、加速度方程的显式正逆表达式,为微操作机器人的动力学与控制研究奠定了理论基础。     

空间严格限制的机器人运动学优化的研究

对工作在铗窄，封闭，多障碍空间内的机器人的运动学优化问题进行了研究，提出采用控制变量法来实现机器人的障碍物躲避，给出了进行运动学优化的几个有代表性的目标函数。对工作在车体内的冗余自由度装填机器人１５５ＨＰ－１进行了优化，得到了满意的结果。     

冗余度操作臂动力学方程简化及载荷独立性分析

综合近年来国内外一些学者对冗余度操作臂动力学的研究,推导出经实践证明行之有效的冗余度操作臂动力学方程的简化形式,并对雅可比广义道的载荷独立性进行了分析,为操作臂的设计及实时控制提供了新思路．     

基于雅可比矩阵分析法的多关节机器人机构设计技术研究

鉴于多关节机器人机构参数的设计是极其复杂的难题,研究出一种平面6自由多关节机器人的机构设计方法。通过分析小载荷6自由度多关节机器人机构设计的特征,提出一种从末端工作载荷任务反推各个杆件所需驱动力与功率作为选取驱动部件、设计机构依据的思路。通过建立机器人正向、逆向运动学数学模型,引入雅可比矩阵解决机器人逆运动学解析问题,得到多关节机器人各关节的运动速度,在速度选定基础上,计算出驱动力矩,综合考虑性价比选择出电机与减速器,根据电机与减速器的外形尺寸,从多关节机器人末端反向设计出机构外形。设计实例表明,该机器人结构具有良好的运动特性,为多关节机器人的详细结构设计提供了一种简单、有效途径。     

三自由度SP＋SPR＋SPS并联机构的运动学和工作空间分析

提出了一种新型的SP＋SPR＋SPS三自由度并联机构。首先,分析了该机构的位置正、反解。其次,导出了该机构的Jabobian矩阵和Hessian矩阵,并求得了速度、加速度及静力学公式。再次,采用计算机辅助设计的变量几何法求解了该机构的工作空间。最后给出了该机构运动学的数值算例。     

机器人运动学逆问题的一种新的数值解法

本文采用四元数方法构造出了一种新的求解机器人运动学逆问题的数值解法，该算法由计算雅可比矩阵、解线性方程组与积分运算所组成．通过引入四元数方法，使得本算法的计算效率和精度得到进一步提高．算例验证表明：本文的算法是正确的．     

冗余自由度机器人的自运动控制和动态性能优化

关节空间自运动可能出现失控是大部分冗余自由度机器人动力学优化算法都存在的问题。本文分析了产生此问题的原因，提出了解决问题的途径，在此基础上提出的两种算法不但能够处理此类问题，而已实现了关节速度模和关节刀矩的同时优化，即运动学和动力学指标的同时优化。     

基于向量法解决机器人正向运动学教学难题

为解决机器人正向运动学教学中大学生对位姿矩阵以及刚体变换难以理解的难题,以向量法建立了刚体的位姿矩阵,并以向量法推导了刚体绕空间任意轴线旋转的变换矩阵.以此为基础,证明了矩阵左乘和右乘所对应的不同刚体运动,最终利用矩阵右乘导出了D-H变换矩阵,从而建立机器人学正向运动学方程.     

具有最优初始位形的冗余度柔性杆机器人关节驱动力矩优化

提出一种在最优初始位形的基础上进行冗余度柔性机器人全程驱动力矩最优规划的方法,动力学数值模拟表明,这一方法可以取得比较好的效果。     

一般工业机械手运动学分析的计算机方法

与以往的研究方法不同。本文基于机构矢量的几何构形,在微小位移条件下给出了六自由度P.R型关节一般工业机械手的运动学模型及相应的软件系统。应用此方法可大大减少人的推导工作量,该方法具有一定的通用性。     

煤矿支护机械手的运动和动力分析

用旋转张量法对煤矿支护机械手进行了运动学分析，并对大臂的回转和摆动分别进行了动力学分析．     

平面并联机构运动和动力分析的序单开链法

并联机构具有精度高、刚度大、承载能力强等优点,应用非常广泛.由于存在多变量,并联机构呈现出非线性、多参数耦合的特点,其动力学问题具有一定的复杂性.以单开链为单元对一种平面并联机构进行结构分解,按结构分解的正序进行了运动分析,在运动分析的基础上按结构分解的逆序对该机构进行了动力学分析.序单开链法可以使机构运动学、动力学方程的维数降至最低,且恰等于机构的耦合度,因此该方法可以方便求解机构动力学问题,且计算效率较高.     

基于倍矩阵的1P5R串联机械手逆运动学分析

将倍矩阵引入到串联机械手运动学分析的建模中,结合四维旋转矩阵,提出了一种空间1P5R串联机械手逆运动学分析的新方法。基于倍矩阵和四维旋转矩阵对空间1P5R串联机械手进行运动学建模,直接得到14个逆运动学约束方程;将14个方程通过线性消元和Sylvester结式消元,得到只含1个关节变量的一元16次方程。通过数字实例求解和SolidWorks软件仿真验证了所提方法的正确性。所提方法最大的优势在于可直接获得14个逆运动学约束方程,不需要进行矢量运算或者投影等,为空间其他串联机械手的逆运动学建模提供了一种新思路。     

A Fast Approach for Time Optimal and Smooth Trajectory Planning of Robot Manipulators

In this paper, a fast approach to generate time optimal and smooth trajectory has been developed and tested. Minimum time is critical for the productivity in industrial applications. Meanwhile, smooth trajectories based on cubic splines are desirable for their ability to limit vibrations and ensure the continuity of position, velocity and acceleration during the robot movement. The main feature of the approach is a satisfactory solution that can be obtained by a local modification process among each interval between two consecutive via-points. An analytical formulation simplifies the approach to smooth trajectory and few iterations are enough to determine the correct values. The approach can be applied in many robot manipulators which require high performance on time and smooth. The simulation and application of the approach on a palletizer robot are performed, and the experimental results provide evidence that the approach can realize the robot manipulators more efficiency and high smooth performance.     

异相抽油机分析系统的软件开发

简要介绍了异相抽油机运动、动力分析，以及在编制异相抽油机运动、动力分析软件过程中所用的一些方法与技巧，给出了该软件对CYJY12－4，8－73HB型抽油机的计算实例，验证了该软件的可靠性。     

柔性并联机器人运动学与动力学约束及系统方程

为了建立包含柔性杆件的并联机器人的动力学模型,利用运动弹性动力学理论及有限元方法,分析了柔性并联机器人各支链的弹性变形、弹性位移及其耦合关系,提出了柔性并联机器人的运动约束条件和动力约束条件,建立了平面柔性并联机器人的系统方程.以平面3-RRR柔性并联机器人为例,用SAMCEF软件验证了模型的正确性,二者最大相对误差小于9%,说明该动力学模型能正确反映柔性并联机器人的弹性振动特性.