基于牛顿-欧拉方法的6-PUS并联机构刚体动力学模型

用牛顿—欧拉方法建立了 6 PUS并联机构的动力学模型 .为使动力学模型包含所有构件的重力和惯性力 ,以该并联机构的支链为研究对象 ,用D H方法建立了各构件的坐标系 ,推导出了支链运动学逆解的解析解 ,并给出了动平台的速度、加速度与各构件速度、加速度之间的映射关系 .然后 ,以动平台为研究对象导出了 6 PUS并联机构的动力学模型 ,并给出了动平台做圆周平动时各驱动力的变化曲线 ,为该类机构的动力学分析奠定了基础 .     

基于ADAMS的并联机器人运动学和动力学仿真

应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS,建立了Stewart型并联机构的虚拟样机模型,包括对并联机器人各部件的简化方法、在ADAMS中的模型描述及仿真过程控制,并利用该虚拟样机模型对并联机器人进行了运动学和动力学分析。为并联机器人系统的设计、制造和模拟运动作业提供了理论依据和主要参数。实现了在计算机上通过使用CAE仿真软件朱对并联机器人的运动和动力性能进行分析,为并联机器人的设计提供了一套有效的分析方法。     

基于闭环矢量法的五杆合作机器人运动学建模及仿真

利用闭环矢量法对五杆机构进行正运动学建模,给出了五杆并联机器人的闭环矢量方程,推导了其运动学方程,并用MATLAB软件编写MATLAB函数来求解运动学方程.利用Simulink仿真工具建立了五杆合作机器人的运动学仿真模型,仿真分析得到了运动学仿真曲线.研究过程表明,采用闭环矢量法对五杆并联机器人进行运动学分析既简便又快捷.这种方法对其他复杂平面并联机构的运动学分析具有一定的参考价值.     

一种六输入三自由度并联平台机构分析

提出一种六输入、动平台自由度为3的并联平台机构.对于动平台,输入是冗余的.引入协调构件,使机构的自由度为6,所以对于整个机构,输入是确定的,避免了超确定输入协调控制的问题,同时使机构具有冗余驱动机构的优点.将动平台和协调构件的运动作为机构的广义输出,对机构进行了运动学分析,建立了输入和广义输出的映射关系,得到了机构的1阶、2阶影响系数矩阵.应用虚功原理和达朗贝尔原理对机构进行了动力学分析,得到了动力学模型.仿真结果表明,该并联平台机构具有承载能力高等特点,是设计重载并联机构的一种新的解决方案.     

2RPU_RPS并联机构运动学分析及仿真

从并联机构在实际应用中的运动控制出发,对2RPU_RPS构型的并联机构进行运动学分析及仿真。通过分析其结构约束条件,求解出机构的关节变量与末端姿态变量的关系,进而完成其逆运动学求解。在逆解的基础上,构建其正运动学模型。基于建立的运动学模型,分析其工作空间,并进行运动学仿真加以验证,为并联机构的实际应用提供理论指导。     

用6-RUS型并联机构实现海上补给自动对接的关键技术

提出了用6-RUS型并联机构来实时调整对接喇叭口的位姿状态以实现海上补给中的自动对接.首先,对该机构支链的相对位置关系及约束进行了讨论,建立了该机构的逆运动学模型;其次,对该机构支链的受力情况进行了理论分析,基于凯恩方程建立了该机构的逆动力学模型;最后,对该机构在运动过程中电机输出转角及输出扭矩进行了数值仿真.仿真结果...     

三自由度Delta并联机器人动力学建模及仿真分析

以Delta并联机构为模型,利用其几何关系建立逆向动力学数学模型。利用三维实体建模软件Pro/E建立三自由度并联机器人的实体模型,导入到动力学仿真软件ADAMS进行运动学和动力学仿真,所得结果与理论结果一致。为三自由度并联机器人的控制器设计与优化提供仿真数据支撑,也为并联机器人的结构研究与开发奠定了理论基础。     

基于运动学正解的三转动并联机构迭代补偿控制

首先建立三转动并联机构的运动学方程,研究该并联机构的运动学反解和运动学正解,然后建立该机 构的动力学方程并分析其动力学特性．基于该机构研制了能复现自行武器行进时的车体姿态变化过程的动态模拟器 试验台．该试验台利用运动学反解算法进行闭环控制,并采用基于运动学正解的开环迭代补偿控制算法修正姿态驱 动信号,使试验台的响应逐渐逼近期望的姿态指令．测试表明该系统时域波形复现精度优于95%,验证了迭代补偿 控制的有效性．     

月球车桅杆机构设计与分析

在分析国外月球车桅杆机构的基础上,研制出三自由度桅杆机构．建立了桅杆机构的动力学模型．对桅杆机构运动学和动力学进行了分析,给出了桅杆机构的运动学和动力学方程．对动力学方程进行求解,得到了关节力矩曲线．     

平面全柔性3-DOF过驱动并联机构的最优综合

以设计全柔性多自由度过驱动并联机构为目标,研究了平面3-DOF 4RRR过驱动并联机构的最优综合问题．从一般四分支3-DOF平面并联机构出发,建立了机构的运动学模型;给出了机构的4种可能拓扑结构分类,对不同拓扑结构类型机构的运动学和力学性能进行了分析比较．建立了并联机构全工作空间操作性改善优化模型,采用遗传算法进行优化设计并给出了实例,根据优化实例的结果设计制造了平面全柔性三自由度过驱动并联机构．以上方法对其它全柔性并联机构的优化设计具有参考价值．     

高速并联光学扫描平台设计

提出一种两自由度球面并联机构,并基于该并联机构模型设计了一种高速光学扫描平台。平台采用直线音圈电机作为驱动实现高速运动,以直线光栅传感器和二维 PSD 传感器作为反馈元件实现双闭环高精度伺服控制,建立扫描平台的数学模型并进行运动学求解。基于ADAMS对所设计高速扫描平台进行运动学和动力学仿真,验证该设计的可行性。     

基于定矢量力输出的八索并联机构索力优化及实验研究

提出一种八索并联机构来实现任意定方向矢量力的输出,完成对火箭发射推力的实时模拟.首先通过运动学建模和受力分析,得到八索并联机构的动力学方程.在建立定方向矢量力输出模型的基础上,采用力封闭的索力优化计算理论,对输出定方向矢量力时的机构索力进行了优化求解.最后,分别研究了终端输出不同矢量力时的索力变化规律,并在八索并联机构实验装置上实现定方向矢量力的输出,验证了理论研究的正确性.     

一类平转耦合并联机构运动学性能的评价方法

三自由度平转耦合并联机构已在航空大型结构件加工中得到应用,但因这类机构的Jacobian矩阵量纲不统一,故难于用其代数特征评价机构的运动学性能.本文基于螺旋理论构造出3-PRS并联机构速度映射模型,采用虚功原理定义了两种可描述机构链内和链间瞬时功率传递特性的无量纲运动学性能评价指标,并通过算例说明其有效性.研究成果对指导这类并联机构的运动学优化设计具有重要的参考价值.     

一类含有虚拟转轴的新型摇摆台构型综合与分析

为满足大型重载运动模拟对承载能力和载物空间等方面的要求,基于运动链等效替换法和并联机构转轴存在条件,综合出一类具有虚拟转轴的新型摇摆台机构.运用螺旋系约束判别方法分析了摇摆台机构的结构特征和自由度性质,在输入选取的基础上,运用螺旋理论建立了此类机构具有代表性的2-RPR-RRRAU-III-E+2-SPU的运动学和动力学模型,并通过数值算例对一种具有工程应用前景的构型进行了分析.该机构不仅具有大载物空间,而且可实现静载平衡,可用于大型重载运动模拟台.     

一种混合驱动柔索并联仿生眼的轨迹规划

在与眼球运动相关的解剖学和运动学的基础上,设计了一种符合Listing定理的基于混合驱动柔索并联机构的3自由度机器人仿生眼.通过矢量封闭方法建立了逆运动学模型,求解出柔索并联机器人的雅可比矩阵和结构矩阵.利用达朗贝尔定理建立柔索并联机器人的力矩平衡方程组,采用广义逆矩阵的相关理论,以柔索张力矢量的2范数最小为目标进行张力优化.用蒙特卡洛方法计算出仿生眼球可达工作空间.最后,在Simulink环境下进行仿真,规划运动轨迹并得到柔索并联机器人运动特性的仿真结果,证明了本文设计的机构符合Listing定理.结果表明:基于混合驱动柔索并联机构的机器人仿生眼结构合理,数学模型正确.     

一种TECA转运车的并联举升机构

为实现ITER(国际热核聚变实验堆计划)部件转运车TECA(Transfer Equipment CAsk)与托卡马克真空室或热室窗口的自动对接,提出了基于并联举升机构实现TECA的位姿调整的方法.设计了一种用于核环境下TECA转运车位姿调整的Stewart型并联举升机构,分析了该举升机构及其运动特征,建立了该机构的运动学模型,给出了逆运动学解析过程,并通过牛顿迭代法得到正运动学数值解.最后,采取双闭环的控制方式,以提高对接精度和速度.现场实验中该并联举升机构能够在大尺度范围下完成4.25 m×1.3 m×1.75 m的TECA转运车与真空室窗口的精确对接任务,并且能够达到0.88 mm以内的重复定位精度.结果表明该方法在求解平台位姿参数过程中具有速度快、精度高等优点.     

一种类球面并联腕部机构及其运动学分析

采用构型演变法将2自由度球面并联机构Omni-Wrist V演变为一种3自由度2R1T(2转动1移动)的类球面并联机构,并对其运动学特性进行了系统的分析.首先,采用基于约束理论的图谱法对该机构的自由度进行了分析;其次,建立了其等效运动学模型,推导了解析形式的正、逆运动学方程,并讨论了其奇异性;最后,采用蒙特卡洛法求得机构的工作空间,并提出一种3维切片法分析其特性.在工作空间分析中,选择水平切片的面积和形状来衡量机构的旋转性能,采用定偏转角切片形成的扇形片径向位移量来表征其平移性能.该并联机构可作为腕部串接于SCARA(选择顺应性装配机械手)或Delta机器人末端,组成混联机器人,应用于需要同时大转角改变姿态和位置的电子或轻工生产等场合.     

3-PRC并联机构运动学分析及结构参数优化

根据3-PRC并联机构的结构特点,分析了并联机构的运动学逆解,通过牛顿迭代法得到并联机构的运动学正解。使用SolidWorks、MATLAB和Adams软件对并联机构进行三维建模和运动学仿真,并验证了并联机构运动学正反解的正确性。为了限制整体结构尺寸并获得较大的工作空间,对相关结构参数进行了优化,最终通过三维搜索法得到机构的工作空间。     

全柔性铰链平面并联微动机器人的有限元分析

介绍了并联机器人的特点及其应用,对全柔性铰链平面并联机器人建立了刚性模型,并采用闭环线型原理建立理论运动学线性模型（Jacobian矩阵）,用ANSYS软件对其进行有限元分析,得到有限元运动学模型（Jacobian矩阵值）,讨论两者关系,发现有限元模型比理论模型要精确.     

基于MSC Adams的3-UPS并联机床动态特性仿真

以3-UPS并联机床为研究对象,应用虚拟样机技术建立机构参数化仿真模型,给出并联机床虚拟样机联合仿真设计方案. 通过对样机模型动力学分析,确定影响整机动态性能的关键部件,采用MSC Adams完成这些部件的弹性体建模. 通过动态仿真分析给出弹性并联机构的动态响应、固有频率等动态特性参数,为并联机床整机的优化设计奠定基础.