3-PRC三维平移并联机器人机构的运动学分析

讨论了具有三平移自由度的3—PRC并联机器人机构的运动分析。基于机构运动约束方程,得到机构位置逆解的解析表达式;通过对刚体平面运动和点的合成运动分析,建立机构控制构件与动平台速度和加速度关系,并以显函数的形式表示;运动学解形式简单,便于实时控制。     

基于图谱法的3平移并联机构型综合

三平移并联机构在工业制造、医疗、军工等领域有着广泛的应用,随着物流行业的快速发展,急需一种具有刚度高,控制简单,后期维护成本低等优点的三平移并联机构用于代替人力进行货物分拣.为此提出了一种以图谱法为基础的3平移并联机构型综合方法,运用图谱法中的线图等效原则,拓展出大量的分支等效自由度线图,为分支创新构型提供了基础.根据...     

空间对称弹簧支链Stewart机构多维隔振特性

为解决不平顺路况运行车辆及随机波浪中船体的多维振动问题,介绍了一种空间对称弹簧支链的Stewart六自由度并联隔振机构,主要针对该类机构的隔振性能进行研究。首先建立了机构的3维模型,采用动力学逆解方法推导了机构的加速度二阶影响系数矩阵。基于多自由度动力学系统传递函数模型推导了模态参与因子,利用ADAMS/Vibration模块进行机构仿真模态分析,获得隔振平台输出加速度的模态参与因子及其主要模态振型与对应峰值。在0.1-1000Hz频域段内对该模型进行受迫振动分析,获得机构隔振平台位移时域及加速度频响曲线,基于功率流传递函数模型对其隔振性能进行评价。研究结果表明:含空间对称弹簧支链的Stewart并联机构在较宽的频段内具有显著的多维隔振效果,能够实现微幅低频振动的隔离。     

并联隔振平台驱动装置

并联隔振平台在多轴低频隔振方面获得广泛应用。其驱动装置对平台性能具有重要的影响作用。由于并联隔振平台结构的特殊性,其驱动器的输出力与负载之间不是简单的线性关系,给驱动器的选择带来困难。使用并联隔振平台的静力平衡方程较好地解决了上述问题。同时,围绕并联隔振平台驱动装置,完成了控制器、驱动器、音圈电机等的选择,并给出了驱动原理图,为设计并联隔振平台驱动装置提供了一种新思路。     

一种圆柱面平移和一转动并联机构的设计与分析

基于方位特征集（POC集）的并联机构拓扑设计理论与方法,设计了一种新型3自由度（DOF）的具有圆柱面平移和一转动（2T1R）的并联机构,并且对该机构进行了拓扑特性分析。主要包括：方位特征集、自由度和耦合度计算;对机构进行运动学分析,求解机构位置的正逆解,并对该机构进行了数值验证;基于机构位置的正逆解方程,分析了机构的工作空间及转动能力。为该机构后续的尺度优化、误差分析及动力学分析奠定了基础。     

一种改进型三平移并联机构的运动学研究

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。进行了机构的自由度、运动学和工作空间研究,建立了有关运动学模型。理论研究表明:该机构具有几何形状规则的作业空间,是一种较为理想的实现三维移动的并联机构机型。这为正确选择该机构的结构设计和运动学参数、实现机构的控制及工业应用奠定了基础。     

基于4-UPS/CPC并联机构的多维调姿隔振平台设计

提出了一种用于轮腿式机器人载运车的多维调姿隔振平台,该平台以4-UPS/CPC并联机构为主体,辅以弹簧阻尼模块,将调姿与隔振功能相结合,以满足载运车在工作过程中的姿态调整和隔振需求.以并联机构的工作空间、静刚度和灵巧度为目标,进行了4-UPS/CPC并联机构结构参数的优化设计;建立了路面谱模型,使用差分预测算法对载运车...     

三平移并联机构的尺度综合

基于逆向思维提出了一种满足工作空间要求的三平移自由度并联机构的尺度综合方法。在工作空间已定的前提下,给出了并联机构,通过运动学反解的方法确定并联机构的结构参数的方法,最后在确定杆长以后通过运动学正解的方法验证了并联机构的工作空间。     

半对称三平移Delta-CU并联机构的刚度建模与分析

研究了Delta-CU机构的刚度及其特性,运用虚拟弹簧法建立了支链的柔性模型,并给出了支链的静力学方程。利用旋量方法得到了支链中的运动微分映射,根据静力学方程得出机构的笛卡儿空间刚度矩阵,并通过有限元分析验证了矩阵的正确性。最后,利用虚功刚度指标对给定参数下的Delta-CU机构进行算例分析,并将其与Delta机构进行了比较,结果表明Delta-CU机构与Delta机构具有基本相同的刚度特性。     

方位特征集法在三平移并联机构型综合中的应用

应用基于方位特征集的机构拓扑结构设计理论与方法,综合了26种三平移零转动的并联机器人机构拓扑结构,其中19种为首次综合出的新机型,并对它们进行了分类。该方法适用于无过约束机构和一般过约束机构的拓扑结构设计,不仅所用数学方法简单,几何与物理意义明确,而且综合所得机构的存在几何条件具有一般性。     

基于微加速度计的并联机构振动分析及测试实验

以6 - UPU并联机构为研究对象,建立了并联机构广义固有频率模型,对底位工况位置进行了固有频率数值求解;利用微加速度计测试出并联机构5个自由度的固有频率值;理论分析与实验测试结果较为接近,其误差度在10％的范围内,验证了振动模型的正确性.实验表明:该振动测试分析方法可用于并联机构固有频率分析,可为类似构型的并联机构结构设计与控制器设计提供理论依据.     

基于并联机构的三维动力吸振器各向同性设计及减振特性研究

针对动力机械设备的多维线谱耦合振动控制问题,提出一种基于并联机构的三维动力吸振器,它具有模块化、附加质量小等优点。构造出采用一组关节坐标刻画的动力学方程,在此基础上推导出该新型动力吸振器的模态解析解,得到动力学各向同性条件,并据此设计出一款可抑制50 Hz线谱振动的动力吸振器。探讨了该动力吸振器在动力机械设备多维线谱耦合振动控制中的有效性及优势。分析结果表明：不同于单向动力吸振器仅能抑制其自由度方向的线谱振动,新型三维动力吸振器在三个垂直方向上对50 Hz附近线谱振动的最大减振效果均高于7 dB。     

3-SPR并联机构的隔振性能分析验证

对航天器或者雷达天线进行隔振是减少其受到振动载荷的有效方法.采用一种基于3-SPR并联机构的稳定平台进行主动隔振.建立上平台坐标系、下平台坐标系、全局坐标系,分析推导3个坐标系的姿态变换矩阵,将3-SPR并联机构作为稳定平台进行运动学和静力学特性分析,建立包含下平台和上平台同时运动的运动学公式及其静力平衡方程和静力传递...     

一种全金属六自由度隔振平台的研究

某航空器的高精度测量器件对振动非常敏感,其隔振系统可在高真空、极端温度环境下实现多自由度的隔振。文中提出了一种全金属六自由度隔振平台,该平台利用一种筏式金属橡胶阻尼器作为Steward机构的滑动副,实现了全金属的六自由度隔振性能。研究者采用动态增量非线性分析系统计算了这种隔振系统的随机振动响应特性,仿真结果验证了其原理的正确性。研发了原型机并测试了其性能指标,测试结果表明：在40～2000 Hz的宽频域内,该原型机能够有效衰减X、Y、Z三轴向的随机振动能量,各轴向随机振动的总均方根加速度由2.2 g衰减到1 g以下,该原型机也可衰减三个轴向的角振动能量。研究成果可解决目前多自由度隔振系统对极端环境适应性差的技术难题,成果可直接应用于特殊环境下的隔振技术领域。     

微制造平台隔振系统仿生设计

在分析啄木鸟头部独特生物构造及其隔振机理的基础上，运用仿生学原理，采用主动隔振与被动隔振相结合的技术，建立了以空气弹簧为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器为主动隔振元件的微制造平台六自由度仿生隔振系统及其结构模型。实验结果表明，该隔振系统具有很好的隔振效果。     

三平移多维减振装置动力学及振动特性分析

三平移多维减振装置在工程中具有广泛的应用基础.设计了以3-PRRP(4r)三平移并联机构为主体的多维减振平台,推导了机构的位置逆解的解析式,采用拉格朗日方程建立系统的动力学模型;通过建模仿真方法,分析了系统的力学参数对其振动特性的影响及脉冲激励下系统的减振效果.结果表明,该减振装置具有明显的三维减振作用,可广泛应用于多...     

液压伺服驱动3-UPS/S并联稳定平台振动响应分析

考虑到并联稳定平台在重载情况下的振动问题,以液压伺服驱动3-UPS/S并联稳定平台为研究对象,基于虚功原理建立了稳定平台的动力学模型,并考虑实际工况,对动力学模型进行简化处理,得到了稳定平台的振动模型;为提高振动模型计算的可靠性,通过实验获得了机构的单分支实际刚度;在此基础上,采用脉冲激振法进行了稳定平台模态实验,对比固有频率实测值与理论计算值,验证了振动模型的正确性;最后分析了液压缸抖动对稳定平台运动的影响,以及空载和负载下稳定平台的振动响应,通过分析计算可知,机构的平稳性变差主要是由液压缸的抖动以及重载情况下稳定平台的受迫振动引起的。     

一种基于并联气动肌肉的隔冲系统特性研究

为了有效减少冲击载荷对船舶、航天等工程领域高精仪器产生的影响,提出了一种基于并联气动肌肉的变刚度隔冲系统.首先建立了气动肌肉数学模型,并在此基础上,通过对系统的动力学和运动学分析,建立了隔冲系统的动力学模型,搭建了隔冲实验平台,并进行实验数据的采集与分析.实验结果表明:基于并联气动肌肉的变刚度隔冲系统能够有效减小冲击载荷作用下的加速度传递率,为该隔冲系统的深入研究和应用奠定了良好的基础.