6－UPS型并联机构的刚体动力学模型

建立了6－UPS型并联机构的动力学模型。为了能使动力学模型包含所有构件的重力和惯性力,以6－UPS并联机构的支链为研究对象,运用D－H方法建立了各构件的坐标系,推导了支链的运动学反解的解析方程,并给出了各个构件的速度、加速度与动平台的速度、加速度的映射关系。然后用牛顿－欧拉方法推导了6－UPS并联机构的动力学模型,为支链中各个构件支反力的求解和整个机构的动力学分析奠定了基础。最后以并联机床为例,运用动力学模型进行了实际计算并绘制了连杆驱动力的变化曲线。     

6-SPS型并联机床基于动态特性的优化设计

为了从设计着手改善6-SPS型并联机床的动力学特性，依据所建立的该娄并联机床XNZ63的结构动力学模型，求解并分析了其动态特性。讨论了材料参数和截面参数等参数的变化对XNZ63的动态特性的影响规律，并据此对这些参数进行了优化设计。仿真实验结果表明，经过优化设计，XNZ63的动态特性得到了明显改善，为6-SPS型并联机床的优化设计提供了理论依据和方法。     

3-PTT型水平滑块式三杆并联机床运动学研究

结合“863”项目实施，这里对创新开发的3—PTT型三水平滑块式三杆平移并联机床机构进行了机构、自由度、运动学和工作空间研究，建立了有关运动学模型。这为正确选择该机床的设计结构和运动参数、实现机床控制提供了理论基础。理论研究证明，该机构的工作空间适合长形工件的三坐标加工，编程简单，是一种实用的并联机床构型。     

基于Lagrange方程的3RPS/UPS冗余驱动并联机构柔顺控制

并联机构增加冗余驱动支链可提高其力学和运动学性能,但增加了其控制复杂程度。为实现冗余驱动并联机构的有效控制,推导了3RPS/UPS冗余驱动并联机构各支链的运动协调性方程。基于虚功原理,推导了3RPS并联机构Lagrange动力学方程,由此建立了机构的鲁棒性轨迹跟踪控制模型。确立了冗余驱动支链的动力学方程,由此建立其目标阻抗控制模型。采用模糊PID控制策略对冗余驱动支链目标阻抗模型进行实时内力跟踪,保证支链的内力控制在合理范围之内,实现了对冗余驱动并联机构的柔顺性控制。通过仿真分析验证了控制策略的有效性。     

基于凯恩法的大摆角混联机床并联机构的动力学分析

针对一种大摆角混联机床的并联机构,首先对其机构构型进行了描述:然后以输入端和输出端的运动映射为基础,引入凯恩方法根据运动学分析原理来分析动力学问题,分别对输入和输出端运动构件进行动力学建模。假定机床各部件为刚性构件,不存在弹性力和摩擦力,通过综合从而建立并联机构系统的动力学方程,得到并联机构输出运动与所受驱动力的关系。最后,通过算例进行了仿真验证,得到了在给定输出运动时,动平台、滑块及各个驱动支链的驱动力曲线,对进一步分析大摆角混联机床的动态性能、机构优化设计和控制模型的建立等工程应用奠定了基础。     

6-PTRT并联机器人动力学建模与优化

根据6-PTRT并联机器人机构及约束特点,对动平台及各支链进行运动学分析,利用虎克铰特性建立各支链动坐标系,计算各运动部件瞬态惯性张量,采用KANE方法推导出该并联机器人动力学模型。利用MATLAB软件和ADAMS软件联合仿真,验证所建立动力学方程的正确性。应用Akima插值法对动力学响应进行优化,结果表明,利用优化后动力学响应驱动各支链可有效提高机构运行稳定性。利用KANE方法建立动力学模型并用Akima插值法优化动力学响应能有效减少计算步骤,并得到平滑的动力学响应曲线,为并联机器人轨迹规划、动力学特性分析及高精度控制提供理论依据。     

新型三平移并联机器人动力学优化仿真研究

用ADAMS2007建立了一种新型3RRC型并联机器人机构的参数化运动模型，并对该并联机器人机构进行了初步的位置、运动学、动力学分析，获得了有关运动学及动力学特性曲线，还通过Madab软件计算、分析、比较，验证了用ADAMS软件进行动力学仿真分析的可靠性，最后对该模型进行了动力学优化设计，为新型三平移并联机器人机构的应用打下基础。     

3T各向同性并联机构的弹性动力学建模与特性分析

为了提升并联机构的运动精度,研究并总结了3T各向同性并联机构在运动过程中由支链产生的柔性变形对其运动轨迹的影响。首先,根据该并联机构的结构分析了其运动学特性。其次,利用空间梁单元的弹性动力学模型、拉格朗日方程、有限元理论以及各条支链的运动学和动力学的约束,对3条支链都在柔性变形情况下建立其弹性动力学方程,并基于Newmark方法进行求解。最后,联立ANSYS与ADAMS软件对该并联机构进行弹性动力学仿真。通过理论计算值与机构模型仿真值的对比,发现3条支链在柔性变形条件下对3T并联机构的运动特性产生了重要的影响,进一步证明了该并联机构弹性动力学模型的可靠性,为其以后的研究与应用提供了重要的理论基础。     

基于ADAMS的并联机床运动学和动力学仿真

以Stewart型并联机床为研究对象，应用ADAMS软件建立了由定平台、动平台、传动杆和工作台等构成的并联机床虚拟样机模型，包括详细的模型简化方法、模型的ADAMS描述及参数化、仿真过程控制，并利用该模型对并联机床的运动学和动力学进行了仿真，实现了在计算机上仿真分析并联机床的运动和动力性能，为并联机床工程设计提供了一套有效的分析方法。     

一种六自由度并联机构的动力学模型

提出一种6—PSS定杆长构型的六自由度并联机构,根据运动过程中支撑杆长不变,建立PSS支链的运动学反解方程;利用两端球面副在支撑杆上的速度投影,推导了机构的雅克比矩阵;基于非保守系统下的拉格朗日方程,推导和建立了系统的动力学模型;为系统各运动副以及构件之间的约束力和驱动力的求解奠定了基础。参考原型机模型,采用差商求导的方法,求解系统拉格朗日方程中的多阶偏导,最后结合Matlab对机构的运动学和动力学模型进行数值仿真,并绘制机构的动力学和运动学各参数随时间变化曲线,总结出了该机构的运动学和动力学特征,为进一步研究相关类型并联机构的设计、控制以及性能等具有一定的指导性的意义。     

5-UPS并联机床主要结构参数的优化选择

通过建立5-UPS并联机床的优化模型．分析了影响并联机床结构参数的各种因素，求解出使机床的加工范围最大、加工精度最高、5条腿受力最小、机床的外观符合黄金分割的机床的最优结构参数，从而为并联机床的设计提供了依据。     

KUM-750型并联结构测量机的运动性能分析

对KUM-750型六坐标并联测量机的运动性能进行了分析,通过实测获得其主运动机构的结构参数并建立了机构的运动学模型。分析了测量机的工作空间、精度特性及测量头轴线的姿态能力并给出它们的几何描述,相关结果有助于较全面地了解测量机的运动性能。     

ADAMS在并联机构运动学分析中的应用

针对并联机构的运动学分析计算,以3-UPS/UP型并联机构为例,介绍了应用动力学仿真分析软件ADAMS对其进行运动学仿真的方法与步骤。采用三维CAD软件Inventor建立了几何模型,以Parasolid格式导入ADAMS环境,对几何模型施加约束与激励,建立了并联机构的虚拟样机模型。并对模型进行了逆向与正向运动学仿真,快速准确地求得了并联机构的运动学反解与正解,大大简化了计算过程,为并联机构的运动学分析及机构设计提供了借鉴。     

基于D-H变换矩阵的Stewart型并联机床位姿方程及运动学反解

以D-H变换矩阵为建模工具,建立了包含铰链结构、支链类型、铰座安装住姿、杆件结构尺寸和运动参数等各类几何特征信息的6自由度并联机床的通用位姿方程,并进行了运动学反解.得到了以显式表达的主、从动关节运动参量计算公式.     

面向并联机床的后置处理方法研究

在通用CAD/CAM 软件和后置处理软件的基础上,提出了面向2～5自由度并联机床的通用后置处理方法,并编写了面向5-UPS/PRPU并联机床的后置处理程序;在5-UPS/PRPU并联机床上进行了五角星零件的加工实验,验证了后置处理方法的可行性和正确性.     

新型3T2R龙门式混联机床动力学模型

提出了一种以能实现沿X、Z轴平移和绕X、Y轴转动的新型并联机构2-RPU2-UPS作为主体,辅以能实现主体Y轴滑动的直线导轨来共同实现五坐标联动加工的一种新型龙门式混联机床的机构设计方案。运用螺旋理论分析了该机床实现3T2R运动原理,计算出该机床的自由度,进行输入选取与论证,并进行机床机构奇异分析,提出减少奇异的参数设计条件。建立该机床的位置反解数学模型,推导出了该机床的速度雅可比矩阵和加速度分析表达式,求解了该机床的位置反解、速度和加速度。基于虚功原理和该机床的运动学模型建立该机床的动力学模型,并采用Adams软件对该机床动力学进行模拟仿真,模拟结果表明理论结果完全正确。     

一类新型六自由度并联机构及其结构分析

对一类新型六自由度并联机器人机构的结构组成及其结构特性（包括机构运动自由度计算、运动输出特性、运动学与动力学复杂性、输入-输出运动控制解耦性、驱动器可配置性等）进行了详细的分析,为其运动学和动力学分析、机械结构设计及其在虚拟轴机床、坐标测量机、娱乐运动平台和机器人等并联运动装备中的潜在应用打下基础。     

Parameters optimization of a novel 5-DOF gasbag polishing machine tool

The research on the parameters optimization for gasbag polishing machine tools, mainly aims at a better kinematics performance and a design scheme. Serial structural arm is mostly employed in gasbag polishing machine tools at present, but it is disadvantaged by its complexity, big inertia, and so on. In the multi-objective parameters optimization, it is very difficult to select good parameters to achieve excellent performance of the mechanism. In this paper, a statistics parameters optimization method based on index atlases is presented for a novel 5-DOF gasbag polishing machine tool. In the position analyses, the structure and workspace for a novel 5-DOF gasbag polishing machine tool is developed, where the gasbag polishing machine tool is advantaged by its simple structure, lower inertia and bigger workspace. In the kinematics analyses, several kinematics performance evaluation indices of the machine tool are proposed and discussed, and the global kinematics performance evaluation atlases are given. In the parameters optimization process, considering the assembly technique, a design scheme of the 5-DOF gasbag polishing machine tool is given to own better kinematics performance based on the proposed statistics parameters optimization method, and the global linear isotropic performance index is 0.5, the global rotational isotropic performance index is 0.5, the global linear velocity transmission performance index is 1.012 3 m/s in the case of unit input matrix, the global rotational velocity transmission performance index is 0.102 7 rad/s in the case of unit input matrix, and the workspace volume is 1. The proposed research provides the basis for applications of the novel 5-DOF gasbag polishing machine tool, which can be applied to the modern industrial fields requiring machines with lower inertia, better kinematics transmission performance and better technological efficiency.     

基于刚柔结合的并联机构研究

并联机构的静刚度大、动力响应迅速等优点,使其在金属切削机床、工业自动化、医疗设备等领域具有广泛的应用前景;然而,并联机构在运动学、动力学等方面上的复杂特性使它在实际应用遇到许多困难。从传统并联机构的性能出发,结合并联柔索机构的特点,提出了一种基于刚柔结合的并联机构的新构型。对基于刚柔结合的并联机构进行构型设计,在此基础上,对影响机构精度的主要因素和误差问题进行分析。基于刚柔结合的并联机构在保持机构原有特点的基础上,提高了机构的精度和动力学性能,并有效的抑制了机构在运动过程中的振动问题,为机构的应用奠定了良好的基础。