平面运动链主动运动副干涉判别

对平面运动链主动（运动）副干涉进行了分类、着重讨论平面运动链主动副第二类干涉的判别：介绍了广义运动副、广义回路等概念，据此提出了平面运动链主动副第二类干涉的判据，由该判据可方便地进行平面运动链主动副第二类干涉判别。     

空间运动链第二类消极运动副判别

通过引入广义副、广义运动链等概念 ,提出空间运动链第二类消极运动副存在的判据 ,由该判据可方便地判别空间运动链第二类消极运动副     

含R、P副平面运动链的类型综合

对含Ｒ、Ｐ副平面运动链第Ⅱ类消极运动副判别研究的基础上［６］，本文提出了Ｒ、Ｐ副平面运动链的类型综合的步骤，并首次得到了含Ｒ、Ｐ副单自由度平面六杆运动链的所有类型     

基于约束函数的空间机构邻接矩阵描述与分析

针对目前空间机构结构描述和分析方法存在的不足,提出了基于约束函数和邻接矩阵的新方法。根据空间机构运动副的约束特征,定义了向量形式的空间机构运动副特征参数——约束函数及以约束函数为元素的空间机构特征参数矩阵——运动链邻接矩阵;分析了约束函数的性质;运用运动副约束函数和运动链邻接矩阵对空间机构的拓扑结构进行了描述和分析。结果表明,运动副约束函数适用于包括变拓扑结构的各类运动副,能综合描述运动副类型、级别、自由度、方位、性质等信息及其变化的情况;运动链邻接矩阵适用于各类机构的非瞬时描述与分析,能广泛描述运动链的构件数、运动副数目、类型、级别、方位、性质、机构类别、自由度、空间布局等诸多信息;示例证明了约束函数和邻接矩阵描述分析空间机构的直观性、有效性和简便性。基于约束函数和邻接矩阵的解决方案为空间机构的描述和分析提供了一种新的途径和方法。     

含有闭回路结构的二平移一转动并联机器人机构型综合

构造了多种包含二平移一转动(2T1R)运动输出的混合链结构,基于有序单开链单元原理,综合出10种新型2T1R型空间并联机器人机构.机构的主动副均直接安装在静平台或接近静平台处,以利于减小机构的运动惯性.分析了各个机构基本特征,如主动副配置、耦合度和运动输入-输出控制解耦性,为机型的优选提供了一定的依据.     

含有闭回路结构的二平移-转动并联机器人机构型综合

构造了多种包含二平-转动（2T1R）运动输出的混合链结构,基于有序单开链单元原理,综合出10种新型2T1R型空间并联机器人机构。机构的主动副均直接安装在静平台或接近静平台处,以利于减小机构的运动惯性。分析了各个机构基本特征,如主动副配置、耦合度和运动输入-输出控制解耦性,为机型的优选提供了一定的依据。     

一种空间移动并联机器人机构的设计与分析

提出一种空间移动并联机器人机构,该机构由静平台、动平台和连接两平台的三条结构完全相同的CPR型分支运动链构成。基于螺旋理论对其动平台运动输出特性进行了分析,并利用全局雅可比矩阵研究了机构的主动输入选取和奇异性;根据不同的主动输入方式建立了机构的位置矢量方程,尤其是当采用圆柱副的线性位移作为主动输入时,机构动平台的输出运动与主动输入间呈一对一的线性映射控制关系,其速度雅可比矩阵为阶单位阵,因此该机构在整个工作空间内具有完全各向同性的特性;利用ADAMS和MATLAB软件对机构进行运动学仿真;最后,讨论了机构的工作空间。     

含复合铰机构运动链的拓扑图表示与同构判别

提出一种适用于含任意复合铰个数的机构运动链拓扑图表示新方法,该方法在对含复合铰运动链转化为拓扑图时,在拓扑图顶点上标以顶点号和顶点对应的构件运动副数,与复合铰相连接的所有构件被看作是相互邻接的构件,该拓扑图完整表示了含复合铰机构运动链的信息,且不增加拓扑图顶点数规模。在拓扑图表示基础上,将邻接矩阵动态修改法应用到含复合铰运动链的同构判别,判别实例表明邻接矩阵动态修改法能有效对含复合铰机构运动链进行同构判别。     

运动链同构判别的最少步数序列法研究

提出用素数刻画机构构件间的运动副,并得到运动链的素数权值矩阵。在此基础上用改进的Floyd算法得到任意两个顶点间走最少步数的最小权值连乘积矩阵,并按一定规则排序。由此映射关系反映了唯一的机构运动链的相互关系,给出两个机构运动链同构的充分必要条件,建立了运动链同构判别的新方法。该方法也适用于一般的无向图的同构判别。最后通过判别实例表明该方法准确、简单且易于在计算机实现,同构判别的解决为机构综合与分析奠定了基础。     

并联机构运动干涉的判别方法

从纯几何的角度研究了平面3自由度并联机构工作空间的位置形状和大小与结构参数的解析关系,给出预估工作空间大小和判定机构运动可能性的方法。根据两构件的相互位置关系,用几何法分析了构件之间发生运动干涉的全部可能形式,建立了构件运动干涉判别的解析式。考虑机构每一分支所有可能的位置,提出机构运动干涉判别的准则和步骤。在算例中,以几何分析结合机构运动学反解方程,构造出求解机构整个位形工作空间的方法,在此基础上综合考虑了关节结构约束的限制和机构运动干涉对工作空间的影响。     

机械创新设计中同构运动链的判别方法

运动链构型综合是机械创新设计的重要途径之一,在运动链型综合过程中有效地判别出同构的运动链,获取所有独立异构运动链是创新设计过程中的关键环节,提出了一种在型综合过程中进行同构运动链判别的全新方法,即利用运动链的全回路拓扑特性矩阵判别同构.     

穷举杆型类配方案时最多副杆的确定方法

为了在机构再生设计当中更齐全地列举杆型类配方案,提出了最多副杆的确定方法.假设除二副杆之外,只有一个最多副杆.根据总杆数和总副数可得出该最多副杆的运动副元素数.然后基于结构不退化原则,得出该数的限制公式,并通过逐次减1进行修正.最后,根据总杆数和各杆型的运动副元素数穷举出各杆型类配方案.对于十杆十三副运动链,该确定方法比通常方法多列举出两个方案;对于十三杆十六副运动链,多列举出4个方案.所以基于文中提出的最多副杆确定方法,可更加齐全地列举杆型类配方案.     

Hexaglide并联机床工作空间研究

对一种Hexaglide并联机床进行了工作空间分析。考虑了连杆干涉、杆长以及关节运动副转角限制,以及并联机床的奇异位形对工作空间的影响,采用函数求导的方法求出了相邻连杆中心线的最短距离,缩短了干涉检查的计算时间,并采用matlab软件对并联机床工作空间进行了绘制。     

基于广义基本运动链正则解耦混联机构的型综合

混联机构兼具串联机构与并联机构各自的构型优势,是先进复杂机械装备的重要备选构型之一。依据机构输出运动特征进行位姿分离,通过移动特征正则输出平台模块,与姿态特征正则转动输出的运动副模块串联,构建广义基本运动链。结合正则运动的解耦特征,提出了运动链的正则解耦设计方法。以此为据,建立混联机构的解耦综合。以3T2R混联机构为对象进行了实例综合。研究表明:基于广义基本运动链的正则解耦设计方法可操作性强,对混联机构的解耦设计具有普适性。     

面向空间应用的3-R(SRS)RP多环机构操作臂结构设计及逆运动学分析

针对空间在轨操作任务需求,为了得到高刚度、高强度、多活动度和大工作空间的操作臂,将多个3-R(SRS)RP多环机构模块串联组成多环机构操作臂.基于多环机构构型,提出一种空间操作臂整机结构设计方案:包含SRS复合铰链结构设计、多环机构模块结构设计、多环机构系统结构设计.SRS复合铰链的结构设计是基于一种改进的球副机构展开,该球副构型可复合双球副及额外转动副,且所有运动轴线相交于一点,提高了运动精度并简化了运动学模型.模块及系统结构设计主要表现在多环机构模块之间的连接平台和连接杆件的结构规划,以保证动、静平台上转动副轴线重合,满足折展和弯曲等运动需求,并解决了运动链耦合时的结构干涉问题.此外,建立了多环机构模块及系统的逆运动学模型,并进行了逆运动学分析.通过数值求解其工作空间发现,三模块操作臂在工作空间即可实现大的可达工作空间及弯曲角度.这一结论为后续样机的研制提供了理论基础.     

一种新型并联机器人的奇异性与工作空间研究

针对一种六棱锥式新型并联机器人的轨迹规划问题,基于具有反解选取准则的机构逆运动学方程,对奇异性和工作空间进行深入研究。由雅可比矩阵提出机构奇异判别方程,并引入可操作度性能指标进行奇异性分析。考虑运动副范围以及连杆干涉等约束条件,采用三维边界搜索法,给出机构在定姿态下工作空间的三维可视化描述。进行边界采样实验,实验结果表明了仿真的正确性。研究结果可为无奇异轨迹规划提供理论依据。     

多点二次曲面接触运动副的自由度方向识别方法

在多点曲面接触形成的多自由度运动副中,由于未知运动的显式表达,跟踪动体轨迹较为困难。一般来说,根据旋量理论由接触关系可以确定运动的切空间,但难以确定切空间中哪些矢量代表运动副自由度的切矢量;这是因为切空间是由运动副自由度切矢量生成的线性空间,包含比实际自由度切矢量多得多的成员。提出一种二阶干涉检测方法在运动副切空间中识别其自由度切矢量的方法。使用识别出的自由度切矢量可以进一步跟踪三维装配模型中的邻近接触状态,为建立机械系统整体位姿空间打下基础。     

4R1P型平面五杆并联机构的可动性与特征图表示

针对4R1P型平面五杆并联机构,引入虚杆概念。基于Grashof定理,将滑块可达空间分割为若干可动性不同的子域。根据三根RR型构件的杆长关系,将运动链与机构划分为三类和若干子类,给出其可动性的特征图表示。在此基础上,根据移动副参数、滑块位置、构件结构约束以及移动副的主动与否,具体得出运动链与机构的可动性。特征图分析方法适合于4R1P型所有平面机构和3R型平面开链机构。     

基于混合链的弱耦合三维平移并联机构型综合

提出了混合单开链的设计原理、构造原则及一般设计步骤,设计构造了运动输出包含三维平移的多种实用混合链结构;系统地给出了一种程式化的基于混合链的弱耦合三维平移并联机器人机构型综合过程;得到了8个弱耦合三维平移并联机构原创型基本机型,通过改变主动副类型、运动副位置或支链的局部结构等又可得到众多衍生机型;又按照拓扑结构稳定性与对称性、运动学与动力学问题复杂性、运动输入一输出控制解耦性和加工制造装配性四种指标,对这8个三维平移基本机型进行了定性分类及推荐。     

并联六坐标测量机的工作空间及其仿真研究

介绍了并联坐标测量机的特点 ,分析了影响并联坐标测量机工作空间的主要因素 ,推导出并联杆长度、运动副转角、并联杆干涉和结构限制等的约束条件。采用一维搜索方法确定了工作空间的边界并推导出其体积公式 ,明确了增大工作空间的途径是增大运动副转角和并联杆行程、适当减小动平台半径