具有弧形移动副3 RPS并联机构的运动学分析

提出两种具有弧型移动副的RPS并联机构,其分支运动链均由一个转动副R,一个弧形移动副P和一个球铰S构成。运用螺旋理论,对这两种并联机构的自由度、位置反解、工作空间进行分析。第一种并联机构动平台的转动中心为弧形连杆的中心,动平台绕Z轴的旋转相对其它两个方向的旋转具有解耦性;第二并联机构动平台的转动中心是各支链球铰中心与弧形连杆中心连线的交点,此交点随动平台的位姿变化而变化;此外,第二种并联机构的工作空间比第一种并联机构的工作空间小。这两种并联机构结构简单、灵活度较高,可应用于虚轴机床、航空模拟设备、医疗设备等领域。     

一种混联机床运动学建模及研究

为了研究少自由度结构的混联机构并联机床运动学问题,提高机床在加工过程中的运动控制精度,本文以一种五自由度新型重型混联机床-XNZH2430为例,分析了其几何结构,对该类型机构进行了深入的研究,推导并建立了其运动学正、逆解模型.     

一种新型五自由度混联机床的运动及仿真分析

提出用两个二自由度并联机构相串联而成的混联机构作为主进给机构,外加一维运动的工作平台使之能实现五坐标数控加工的一种新型混联机床.其具有结构简单、易于控制的特点.对其机构进行了描述,应用螺旋理论分析了球形五杆机构的运动螺旋及其反螺旋,在此基础上求得其自由度;分析了该混联机床封闭的运动学正反解,用数值方法对其正确性进行了验证;并在此基础上以Visual C 为平台,利用OpenGL对其运动进行了仿真,对设计思想及设计细节进行了验证,为样机制造提供了可靠保证.     

机床冷却系统六自由度机械臂控制机构设计

六自由度机械臂控制机构包括吸附底座、主体架、机械臂和摆动头。其主体架与吸附底座相连,机械臂一端可转动地设于主体架下端,另一端与摆动头相连;摆动头包括电机支架、摆动伺服舵机、喷头和摆动机构,喷头通过摆动机构与摆动伺服舵机的输出轴相连。该机构能围绕主轴实现360°旋转,避免喷射死角、盲区;同时利用具有多自由度的机械臂,能准确定位喷头位置,提高灵活性和通用性。     

五自由度混联机构型综合的研究

提出了一种系统有效的混联机器人构型综合的新方法和单并联、多并联混联机构的概念及表示方法。根据螺旋理论构造了单开链五自由度串联机构;基于自由度分配原理,分析了可能出现的五自由度混联机构具体类型;将并联机构视为一个复合运动单元构型到串联机构中,替代串联机构中运动基相同且连续的若干运动单元,获得五自由度混联机器人构型;通过运动螺旋的线性组合来生成其他混联机构,并通过实例验证了该构型的正确性。分析表明该机构兼具串联机构和并联机构的优点。     

高性能直驱混联数控机床静刚度分析

基于模块化设计技术,开发了一种由直线电机驱动的高性能混联数控机床,主要由2-DOF并联主轴头和XY工作台两大功能模块组成。以该机床并联主轴模块为研究对象,基于边界元和刚度矩阵组集方法,建立了机床静刚度模型,并编制了刚度计算软件,由此计算得到机床主轴在整个工作空间内位置刚度和旋转刚度的分布。数值仿真表明:该机床具有较好的刚度特性,满足轻切削加工静刚度设计要求。     

虚拟轴混联研抛机床含间隙多刚体动力学研究

为了在自由曲面的弹性研抛中,获得稳定的动力学特性和加工效果,开发了一种由“3轴并联 2轴串联”构成的新型五自由度混联虚拟轴研抛机床。本文考虑铰接间隙的影响,运用牛顿二状态运动模型,对虚拟轴混联研抛机床并联机构建立了含间隙多刚体动力学统一方程。分析结果表明,由于间隙铰的存在,使间隙铰处运动副反力呈现大幅度连续波动现象,影响了虚拟轴混联研抛机床的运动稳定性。     

3-PUU并联机器人机构及其运动学

介绍了一种空间三自由度并联机构3-PUU,该机构有动平台、定平台和3个连接支链组成,动平台相对于定平台有2个转动和1个移动.该机构动平台和定平台之间的连接全部由万向铰链完成,结构简单、对称,刚度高,控制简单;P副水平布置,动平台重力由导轨承担,丝杠轴向受力小,刚度好;相对于3-PRS两转一移机构,绕X和Y轴允许摆角大.文中建立了运动学方程,通过计算给出了位置反解和Jacobi矩阵,为速度分析和奇异性分析打下了基础.     

一种物料抓取机器人的运动学研究

提出了一种新型2-DOF串并混联机械臂,该机械臂具有串联机构工作空间大和并联机构承载能力高的优点,可以实现较大活动空间内对重物的搬运仓储。在自由度分析的基础上,对这种机械臂进行了运动学性能分析。基于几何解析法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。     

基于运动仿真的一种可调并联机床工作空间分析

提出以3自由度空间并联机构作为主进给机构,固定平台在水平面上位置可调的一种5自由度并联机床的设计方案.运用Pro/E建立其虚拟运动仿真模型,提出在考虑约束的情况下基于运动仿真进行并联机床工作空间分析的方法,并给出此方法的应用实例.该方法避免了复杂的数学建模与推导,较大程度上减少工作空间分析的工作量.     

柔顺并联机构结构优化与动力学仿真

针对多自由度柔顺并联机构刚度优化和动力学特性优化,提出一种新的柔顺并联机构结构优化方法,包括刚度优化与动力学优化两个过程,称为梁结构优化方法。刚度优化过程中对弯-扭梁结构的参数进行优化,同时对刚度矩阵每个元素单位进行统一,动力学优化的目的是在保持最佳刚度的同时获得所需要的结构动态特性。为了验证该方法的有效性,综合3自由度柔顺并联机构(θx-θy-Z)并利用Matlab遗传算法求解器和ANASY有限元仿真软件对其进行计算以及仿真分析。计算结果和仿真结果显示,优化得到的3自由度柔顺并联机构不仅能够实现较大的工作空间,而且其移动刚度比和转动刚度比分别大于200和4000,证明了该方法的有效性。     

新型6-SPS三维平台并联机床工作空间研究

工作空间是并联机床的重要性能指标。研究了一种以 6 -SPS并联三维平台机构为原形的新型 6自由度并联机床的工作空间 ,基于位置反解方程并考虑其结构约束条件 ,求出其定位姿工作空间任意截面的轮廓图 ,分析了机床结构参数对工作空间大小的影响 ,这对该并联机床的合理设计和使用很有意义。     

3-PRS&3P混联机构运动学分析

为提高工作效率,让机构得到最大化利用,提出一种新型混联机构3-PRS&3P.建立该机构的动、静坐标系,采用螺旋理论对此混联机构进行自由度分析,并通过修正的Grubler-Kutzbach公式,对该混联机构自由度进行验证,得到一致的结果;对混联机构进行运动学逆解分析和正解分析,采用余弦定理和空间坐标变换法对此混联机构进行...     

一种新型混联机构的设计与位置分析

结合并联机构与串联机构的优势,设计了一种新型混联机构,该机构由3-UPU并联机构和2自由度旋转机构串联而成。对该机构进行了自由度分析。分步分析其位置正解,先运用封闭解法对3-UPU并联机构分析,得到3-UPU并联机构的位置正解;然后采用坐标变换分析在2自由度旋转机构作用下,3-UPU并联机构位置正解的变化,最终得出了该混联机构的位置正解。     

基于计算机的空间并联机构工作空间的可视化分析

针对3TIR空间并联机构,提出了一种可以普遍推广的离散式蒙特卡洛法,通过对转动自由度的离散化处理达到降维度的效果,利用子空间的并集和交集思想分别实现了整个空间并联机构的可达工作空间以及灵活工作空间的可视化效果,并以一种型为4-PRPaRR的3T1R空间并联机构为例进行实例分析,研究了具体参数对工作空间的大小以及工作性能的影响,并首次从灵活工作空间和可达工作空间的角度分析了空间并联机构的工作性能,为多自由度空间并联机构的应用和研究提供了重要的理论基础。     

新型6—SPS三型平台并联机床工作空间研究

工作空间是并联机床的重要性能指标。研究了一种以6-SPS并联三维平台机构为原形的新型6自由度并联机床的工作空间,基于位置反解方程并考虑其结构约束条件。求出其定位姿工作空间任意截面的轮廊廓图,分析了机床结构参数对工作空间大小的影响,这对该并联机床的合理设计和使用很有意义。     

基于计算机的空间并联机构工作空间的可视化分析（英文）

针对3TIR空间并联机构,提出了一种可以普遍推广的离散式蒙特卡洛法,通过对转动自由度的离散化处理达到降维度的效果,利用子空间的并集和交集思想分别实现了整个空间并联机构的可达工作空间以及灵活工作空间的可视化效果,并以一种型为4-PRPaRR的3T1R空间并联机构为例进行实例分析,研究了具体参数对工作空间的大小以及工作性能的影响,并首次从灵活工作空间和可达工作空间的角度分析了空间并联机构的工作性能,为多自由度空间并联机构的应用和研究提供了重要的理论基础。     

变结构参数下3-RPS并联机构性能分析

以典型3-RPS并联机构为研究对象,分析结构参数变化时机构的性能改变情况。基于运动学分析,推导机构雅克比矩阵;并以雅克比矩阵的条件数、最小奇异值作为机构性能衡量指标;选取两组变化结构参数,并结合MATLAB计算机构在绕X、Y轴±30°空间内雅克比矩阵的条件数、奇异值分布情况,绘制了机构性能指标三维网阵面以及奇异值分布情况。结果表明:该机构球面副圆周半径与转动副圆周半径之比越小机构性能越优,动平台初始高度与转动副圆周之比越大机构性能越差,两个参数的增加将使机构各向同性越差。研究结果为3-RPS并联机构结构设计和优化提供了理论依据。     

一种非对称6-PSS并联机构的工作空间和灵活度研究

针对非对称并联机构在某些方面有着特殊的应用但研究较少的现状，对一种非对称6-PSS并联机构工作空间和灵活度进行了研究，得到了其工作空间和灵活度随结构参数和姿态要求的变化规律，得出此机构可以应用在y轴方向工作空间要求大，而绕x轴转角要求不高的场合。为进一步扩大并联机构的实际应用提供了依据。     

两种具有弧形移动副的3-RPS并联机构运动学分析

提出两种3-RPS并联机构,其分支运动链均由一个转动副R、一个弧形移动副P和一个球铰S构成。第一种并联机构的驱动副轴线共线,第二种的驱动副轴线相互平行。运用螺旋理论,对这两种并联机构的自由度、位置反解、传动效率系数进行分析。第一种并联机构动平台的转动中心为弧形连杆的中心,动平台绕Z轴的旋转相对其他两个方向的旋转具有解耦性;第二种并联机构动平台的转动中心是各支链球铰中心与弧形连杆中心连线的3条直线的交点,此交点随动平台的位姿变化而变化;此外,它们的传递效率系数与支链球铰的移动方向有密切关系。