一种新型四自由度并联机构的工作空间分析

新型四自由度2PUS-2PRS并联机构适用于搭建大型结构件的高速铣削装备。工作空间分析是其参数设计的基础。在分析该机构拓扑特性的基础上,首先运用矢量法构建了其位置逆解的解析表达式;并采用几何包络面理论,导出该并联机构工作空间受限的约束集合;进而通过数值求解,得到其定姿态工作空间截面面积与姿态角的变化规律。     

一种消防六足机器人及其腿部机构运动学分析

提出了一种六足并联消防机器人,并进行了整机概念设计;经过对2UPS+UP机构进行变异,提出了一种新型三自由度易防护腿部机构;对该腿部机构进行了运动学分析,推导了位置反解方程和速度映射关系,分析了工作空间,绘制了工作空间三维图,揭示了其驱动机构几何参数对该机器人越障能力和行走速度的影响规律,设计了一组合理的几何参数。所提出的六足机器人防护性好,在消防、核电泄漏及地震等救灾场合有很好的应用前景。     

新型变型移动机器人腿部雅可比矩阵研究

以一种新型变形移动机器人为研究对象,利用矢量积法对变形移动机器人的雅可比矩阵进行了求解,并对矢量积法所求结果进行了数学仿真和三维模型的仿真.文中同时利用微分变换法进行了雅可比矩阵的求解,并利用所求结果对矢量积法进行了再次验证,多重验证与仿真的结果表明雅可比矩阵求解正确.文中所用分析方法可以为机器人运动学分析和实际应用提供较好的方法借鉴.     

一种改进型三平移并联机构的工作空间与运动灵活性分析

根据Delta机构的结构,设计提出了一种改进型三平移并联机构。在位置逆解的基础上,讨论了机构输入与输出速度关系的逆雅可比,并进一步对该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,给出了几何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维移动的并联机构机型。     

空间桁架用双臂手移动机器人设计与仿真分析

面向于桥梁、体育场馆建筑、塔类基础设施以及宇航领域空间桁架结构检测和维护作业的自动化，提出一种可在空间桁架内自由穿行的双臂手移动机器人，通过方案分析与对比确定了该机器人移动方式及机构方案为：双臂手交替抓取移动、6-D．O．F关节型串联机构；进而进行了机器人实际结构设计及其虚拟样机设计；并推导出了逆运动学解；最后，利用Adams软件进行了在桁架内穿行移动运动仿真，由得到的各关节驱动力矩曲线、数据验证了该机器人设计的正确性和移动能力。     

轮腿式移动机器人的运动学分析

针对轮腿式移动机器人在非平整地面上的姿态控制问题,提出了移动机器人在非平整地面上的位姿分析通用方法。根据移动机器人的结构特点和姿态调整原理,建立了移动机器人在非平整地面上转向行驶时的运动学模型,得出运动学方程。采用坐标变换法,推导出移动机器人在非平整地面上的位姿方程及其运动学正解和逆解,在此基础上推导出移动机器人的姿态与工作平台的姿态之间的运动学关系。     

一种新型四自由度并联机器人机构分析

针对并联机构的构型综合问题,一直是机构学研究的难点和热点。基于螺旋理论构造了一种新型四自由度解耦并联机构,该机构能够实现空间的三维转动和一维移动,具有完全解耦和完全各向同性特点。首先,运用螺旋理论对该机构进行自由度分析,验证了构型方法的正确性。其次,通过建立机构输入输出运动关系,得到机构的雅可比矩阵,同时对机构进行完全解耦输入输出关系分析和机构工作奇异性分析,讨论了机构的完全各向同性、完全解耦结构特性。最后,运用adams软件对该机构进行了运动仿真分析,证明了理论分析的正确性。这种并联机构的稳定性好、刚性好、控制简单,具有良好的应用前景。     

基于约束的4自由度并联机床的可达工作空间分析

针对一种新型的4—DOF并联机构的结构特点，采用基于逆解计算的网格法对其工作空间求解的算法进行了详细的分析，并利用Matlab编制了相应的程序，以Matlab图的形式描绘了几种情况下的工作空间区域，并对此进行了分析。     

2URR-SRR-RUPUR并联式腿部康复机器人机构设计与运动性能分析

基于腿部关节康复机理,提出了一种2URR-SRR-RUPUR 4自由度并联式腿部康复机器人,该机构能够实现踝关节的外展和内收运动、膝关节的屈伸运动、髋关节的内旋和外旋运动以及腿部的牵伸运动。基于螺旋理论分析了该机构在一般位型和初始位型下的约束螺旋系和自由度性质。建立了2URR-SRR-RUPUR并联机构的运动学模型,采用闭环矢量法求解机构的运动学逆解并分析了机构的速度雅可比矩阵,在此基础上,对机构的工作空间和奇异性进行研究,得到了机构的工作空间图和奇异位型。基于腿部关节康复运动路径对机构进行轨迹规划,将规划结果采用SolidWorks Motion软件进行运动仿真分析,仿真结果表明,机构运动连续平滑,适合腿部康复运动训练,具备良好的应用潜力。     

一种两自由度平面并联机构的运动学分析

针对一种两自由度平面并联机构,利用Catia建立了该机构的三位立体模型,对其进行了运动学的正反解分析,在此基础上利用Maple对该机构的工作空间进行了讨论,研究了机构各个参数对工作空间的影响,并且给出了该机构的奇异点,为其进一步实际应用奠定基础.     

7自由度机械臂的运动学逆解与优化

采用位姿分离的方法求出了7自由度冗余机械臂运动学逆解的解析解,并以减少最大关节位移为优化目标提出了冗余角的确定方法,即“冗余角差分”算法。首先选取合适的关节作为冗余关节,通过给定冗余角的微小增鼍,求出其他关节角增量随冗余关节角增量变化的近似线性关系;然后采用线性规划的方法求取最优的冗余角增骨,以减小机械臂捅补时的最大关节位移,从而减少插补时间和动作幅度,提高机械臂的作业效率。     

六自由度并联平台两种位置逆解方式的分析

六自由并联机械平台由于其高精度高承载能力的特性被广泛应用于精密姿态控制、飞行器模拟、精密数控机床等场合.通过对斜45°并联机械平台的仿真建模,利用位置逆解的原理提出了直接法和间接法两种位置逆解实现方式,分析了平台沿x,y,z轴的平移和绕x,y,z轴的旋转时各电动缸的长度变化,指导了实际应用时逆解方法的选择.     

一种新型矿用正铲液压挖掘机的运动学分析

提出一种新型矿用正铲液压挖掘机,其工作装置是一个复杂的多环耦合机构。采用修正的Grübler-Kutzbach公式分析工作装置的自由度,得出该工作装置能够满足正铲作业要求,可以实现两个移动和一个转动。基于运动链环路理论,建立通用的机构运动学分析框图,并且利用该框图对机构进行运动学分析。基于运动学正解分析矿用正铲液压挖掘机的水平挖掘时理论可达的工作空间,得出该机构在水平挖掘时铲斗与地面的倾角为30°~50°时挖掘空间最优,满足挖掘机水平挖掘的作业要求。基于机构运动分析框图对机构进行速度分析,得到液压缸的输入速度与铲斗输出运动之间的雅可比矩阵。最后给出了五组数值算例,对运动学分析进行验证。研究结果为该机构的设计和使用提供重要的理论依据。     

六自由度并联机器人结构运动的分析研究

针对一些危险作业和难处理问题,提出了六自由度并联机器人模型,应用UG强大的三维建模能力,建立起了并联机器人实体模型。运用逆向思维的方法,通过对串联机器人和此实体模型的分析研究,在执行元件实现特定功能的情况下,推导出求解驱动元件运动规律的算法,为此控制系统的设计与研究奠定了基础。     

6-DOF工业机器人逆解优化及其工作空间的研究

为实现6-DOF工业机器人的精确控制,对其运动学逆解进行了分析以及工作空间予以仿真研究。据D-H法建立机器人运动学模型,得出正逆解,并提出了基于最短行程原则的运动学逆解优化方法,确保机器人系统取得合适的逆解。最后基于Matlab的数值解法对工业机器人的工作空间进行求解并进行了仿真,结果切实有效。     

构件柔性对机器人运动学解的影响分析

以MSC．ADAMS为研究平台,6自由度转动关节机械手为对象,建立了虚拟样机模型,分析比较刚体模型和柔体模型对机械手末端执行器运动学解的差异。为实际的机械手操作,从虚拟样机分析的角度上,提供了一定的参考依据。     

三轴离心机模型的运动学建模及运动耦合分析*

为了满足推力矢量技术的发展需求,研发设计能够提供高加速度变化率的离心机具有重要的研究意义和应用价值。针对上述技术需求,设计三轴离心机模型,采用复合运动和矩阵旋转两种方法建立系统的运动学模型。基于复合运动分析方法建立的模型清晰地给出绕各转轴的角速度和角加速度对加速度载荷的贡献量以及各运动量之间的耦合关系。矩阵旋转法建立的模型可以充分借助Matlab在矩阵运算方面的优势,方便地模拟运动过程中关键点的位移、速度、加速度随时间的变化情况。两种方法建立的模型是该类离心机开展离心试验时运动参数设计的基础。     

一种可应用于板壳成形过程模拟的绝对-相对自由度壳单元

相对自由度壳单元是采用有限元法分析板壳成形过程的一种有效单元形式。它不仅可以解决采用实体单元模拟板壳成形过程所存在的问题 ,同时它与主从自由度壳单元相比还具有简单易用的特点。然而 ,目前尚未见到对该单元边界条件如何进行具体处理的方法的报道。作者的研究表明 ,该类单元应用于模拟薄壁件成形过程时尚不能直接采用置“1”法或置大数法处理其边界条件。为此 ,本文在该单元的基础上提出了一种绝对自由度和相对自由度相结合的壳单元。将该单元应用于薄壁管弯曲过程模拟的结果表明 ,它不仅继承了相对自由度壳单元的优势 ,而且可直接采用置“1”法或置大数法处理边界条件。     

一种模块化全方位移动机器人的运动学分析

全方位移动机器人由三个轮式模块化单元和一个连接平台组成。轮式模块化单元是一个模块化万向单元称为MUU,具有俯仰、偏航和回转三个自由度。MUU的圆柱形铝合金外壳上安装了一系列的被动轮,这些被动轮机构使MUU成为一个大的全方位驱动轮。MUU在垂直于身体轴线方向能够提供较大驱动力,而在身体轴线方向的作用力由小被动轮卸载,从而实现万向轮的功能。高度的集成性使MUU的通讯和更换易于实现。移动机器人的运动学分析证明了该机器人的运动灵活性。最后,给出了该机器人的运动实验和仿真结果。