一种并联激光加工机床的运动学及工作空间研究

提出了一种基于并联机构的三平移并联激光加工机床,介绍了机床的组成部分,并进行了自由度求解。通过位置分析,建立杆长约束方程,得到了运动学逆解方程。应用Pro/E与Adams软件建立并联机床的数字化虚拟样机,定义动平台运动轨迹函数,进行了运动学仿真。通过仿真分析,得到了当激光加工头匀速加工情况下的驱动滑块的位移、速度、加速度曲线,并比较了滑块速度输入与动平台速度输出之间关系。最后对机床的工作空间进行了分析,得出工作空间大且无空洞的结论。上述工作,可为并联机床的设计与加工提供理论依据。     

一种新型四自由度并联机构的运动学分析

对一种新型的四滑块驱动的二平移二转动并联机构,进行了结构学分析,包括其自由度计算及输出运动类型分析;给出了位置分析的正、逆解,用一维搜索法求解了其数值位置正解,还对该机构的工作空间进行了分析。该机构可作为虚轴坐标测量机、并联机床及其他运动平台的可选机型,为该并联机器人机构的误差分析、动力学分析计算及工业应用奠定了基础。     

可用作虚轴坐标测量机的全解耦并联机构运动学分析

针对提出的一平移两转动全解耦并联机构易产生奇异位置及工作空间较小等不足，通过改变支链两移动副的位置，得到了一种改进型全解耦性质、自由度及运动输出保持不变的一平移两转动并联机构；给出了其运动位置的正逆解析解，得到并分析了工作空间形状及大小；与原机构在正逆解数、解耦性与工作空间形状及大小等进行了比较，证实改进型机构为一种优选机型，更适合于用作虚轴坐标测量机、机床及其他运动平台的实用机型。     

3-SPS/UPR并联工作台运动学分析

提出一种以3-SPS/UPR并联机构为主体的工作台,用以辅助少自由度机床对工件进行曲面加工。建立3-SPS/UPR并联机构的运动螺旋矩阵,通过螺旋理论对其进行自由度分析,采用修正的Kutzbach-Grübler公式进行验证;通过机构中的几何关系,采用封闭矢量法求解该机构的位置逆解,并求出该机构的速度Jacobian矩阵;通过三维动态搜索法求解该机构的工作空间;通过Adams软件对该并联工作台进行了运动学仿真。该3-SPS/UPR并联机构能够进行两平移两转动的运动,可提高机床加工效率和加工质量,增大机床加工范围,提高机床的曲面加工的能力。     

2-RRC-UPU并联机构及工作空间分析

提出了一种新型三平移三自由度空间并联机器人机构,进行了机构运动输出特性分析及自由度计算,并建立2-RRC-UPU三平移并联机器人机构的位置正、反解方程。得到了该机构的工作空间。在此基础上描绘出了并联机器人工作空间边界曲面及截面视图,分析表明,2-RRC-UPU并联机器人的理论工作空间是部分实心球体,是一种较理想的能实现三维移动并联机构的选型。     

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。     

悬置式3自由度并联机构的精度分析

建立了悬置式3自由度并联机构的位置逆解模型;依据全微分理论建立了机构的误差模型,得到了该机构的输出位姿误差与各原始误差源之间的映射关系,对于给定的各结构参数和驱动误差,应用此模型可求出机构的输出位姿误差,为实际误差补偿提供理论依据.     

三平移并联机构3-RRC的工作空间分析

机器人的工作空间是衡量机器人性能的重要指标之一。并联机器人的工作空间决定着并联机器人的整体尺寸。通过矢量法建立了三平移并联机器人机构3—RRC的位置正反解方程，探讨了结构参数对该并联机构工作空间的影响规律，为扩大工作空间提供了途径，且为工作空间的综合提供了依据。该并联机器人机构在工业装配机器人、力与力矩传感器、虚拟轴机床、坐标测量机等领域具有广泛的应用前景。     

3-PRC并联机构的运动学分析

讨论了具有3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,通过坐标变换证明机构的平移运动规律,给出机构位置逆解的解析表达式;并且建立了3个输出运动参数与3个运动输入参数之间的速度和加速度关系的显示数学模型,得到机构速度、加速度正逆解,且逆解给出2种形式,理论分析及算例仿真表明2种形式解的等价性.     

3-PCR并联机器人机构的运动学分析

对一种新型的空间三平移并联机器人机构进行了运动学研究。基于机器人机构的约束方程,求得该机构的位置反解;使用Bezout消元法得到该机构的位置正解的解析解,并通过实例验证了其正确性;建立了三个输出运动参数与三个输入运动参数之间的速度和加速度关系的数学模型,得到机构速度、加速度正反解;通过算例及仿真对所规划的运动轨迹进行验证。