基于联合仿真的空间3-RPS并联机构运动求解

在分析空间3-RPS并联机构结构的基础上,得到该机构运动求解的方法指导和位姿逆解方程。对于并联机构运动正解复杂的特点,利用MATLAB软件、Pro/E软件和ADAMS软件对其运动进行联合仿真求解。用Pro/E软件对机构进行实体建模,利用数据转化接口将模型导入ADAMS软件对其进行编辑定义。给定机构运动输出位置,根据位姿逆解方程,用MATLAB编程计算得到关节转动副逆解曲线与输出姿态角曲线,应用ADAMS函数处理功能将转动副转角曲线转化为机构的驱动函数,添加在3个转动副关节上,得到机构运动正解。机构正逆姿态角求解曲线的吻合,证明了该方法的可靠性和正确性,其求解过程简便,运动学性能直观,为虚拟样机技术提供了可借鉴的方法。     

选矸机械手虚拟样机验证试验

根据矸石分选工艺及运动轨迹,确定选矸机械手每段轨迹运动规律为3-4-5次多项式,求解其末端动平台位置、速度、加速度曲线,并将其运动学分析逆解计算结果求得的主动臂转角导入ADAMS中,控制选矸机械手简化模型运动。分析模型末端动平台位置、速度、加速度曲线,对比运动规律规划,ADAMS运行曲线与规划曲线基本吻合,证明该结构可行性及其运动学分析结果正确性。     

虚拟轴并联机床多柔体运动误差分析

主要介绍了在Adams中对虚拟轴并联机床进行正逆解仿真分析的方法,在考虑机构柔性的情况下,结合Malab对一种五自由度虚拟轴并联机床的逆解和正解及额定负载下的运动误差进行分析。先用点驱动定义该机构末端的运动轨迹,仿真后测量得到各主动副的位移时间曲线即为逆解曲线。然后通过后处理模块对曲线进行处理,得到主动幅的驱动样条函数,再把该函数施加在五个主动幅上进行仿真,得到的机器末端位姿曲线即为正解轨迹。采用该方法分别对多刚体虚拟轴并联机床的运动轨迹和多柔体虚拟轴并联机床的运动轨迹进行了分析,通过分析发现该虚拟轴并联机床具有刚度大、精度高等优点。     

大工作空间5R平面并联机构的正逆互解验证实验研究

针对平面两自由度并联机构工作空间小的不足,提出一种变驱动布局大工作空间5R机构。在运动学分析基础上,利用Solid Works软件建立并联机构的三维运动学仿真分析模型,在Motion分析环境中改变原动件的运动参数,求解出并联机构的运动轨迹及其可达工作空间,完成其正解分析;另外,搭建并联机构的运动学实验平台,在Solid Works软件中画出给定轨迹,利用Solid Works软件逆解得出两伺服电机各时刻的转速,结合运动控制函数,编写上位机运行程序,通过PCI-DMC-F01运动控制卡对伺服电机进行控制,使末端执行器按照预期轨迹运动。实验轨迹、工作空间与正逆解结果一致,实验表明5R机构正逆互解的正确性和可行性,并在此基础上给出了大工作空间并联机构的应用实例。研究工作对拓展5R并联机构的工程应用具有参考价值。     

两种坐标空间中Delta机器人轨迹规划仿真

针对Delta并联机器人的抓取-放置操作任务,采用修正梯形轨迹规划模式,分别在直角坐标空间和关节坐标空间中进行轨迹规划,然后利用ADAMS进行仿真,分析两种轨迹规划中主动臂和末端执行器的运动轨迹随时间变化情况,以确定出较合适的一种规划方式。仿真结果表明:两种方式中机器人主动臂和末端执行器的运动轨迹随时间变化连续,机器人运行平稳,动力特性较好。但关节空间轨迹规划算法简单,易于实现,所以更适合于抓取-放置操作任务。     

并联机构的运动学多目标轨迹规划方法

提出了一种能够满足装配任务对多种性能需求的并联机构无奇异轨迹规划方法。以运动学分析为基础,证明了一定位姿条件下实现并联机构无奇异轨迹规划的充要条件。然后利用五次B样条曲线对并联机构末端轨迹进行了参数化表达。选取了与装配任务相关的三个运动学性能指标,即总调姿时间,各支链急动度和调姿难易度,并定义为目标函数以评价轨迹的优劣。在仿真实例中,利用人工免疫算法求解了多目标轨迹优化模型并得到了末端轨迹中的36个B样条参数。最后利用平均最优解的评价方法得到了满足装配任务需求的并联机构末端最优轨迹及各支链轨迹。     

一种新型多自由度混联运动平台的设计与仿真分析

以3-RPS三自由度并联机构为原型,设计了一种新型多自由度混联运动平台,研究其工作空间及动力学性能。采用欧拉法计算分析混联运动平台末端执行器的逆解,采用立体几何法计算分析混联运动平台末端执行器的正解。在MATLAB中采用数值搜索法求解混联运动平台末端执行器的工作空间边界,并将其与3-RPS机构的工作空间作对比。利用ADAMS对混联运动平台进行运动仿真,获得运动平台的动力学仿真数据,为后续实体平台的结构设计、运动控制和误差分析提供可靠依据。     

基于Pro/E和ADAMS软件的平面3RRR并联机构运动求解

分析了平面3RRR并联机构,得到运动位置逆解方程。利用Pro/E软件的实体建模功能和ADAMS软件的动态仿真功能,对平面3RRR并联机构进行了运动联合仿真求解。在Pro/E中建立了三维模型,利用数据转化接口将模型导入ADAMS软件,进行属性及约束的编辑及定义。给定动平台预定运动轨迹驱动,得到3个驱动杆运动转角曲线,对曲线编辑处理后,应用ADAMS函数处理功能将其转化为机构的驱动函数,添加在3个驱动杆上,得到动平台运动正解。动平台在正逆仿真时运动轨迹的吻合证明了该方法的可靠性和正确性。简便的求解过程、直观的运动学性能为虚拟样机技术提供可借鉴的方法。     

面向牙刷操作的Delta机器人设计与轨迹规划研究

结合牙刷自动化生产的需求,研究面向牙刷高速拾放操作的Delta机器人。简化Delta机器人的结构模型,研究机器人正运动学和逆运动学求解方法。分析牙刷上料的工作流程,确定机器人结构参数,设计机器人本体结构以及末端执行器。采用弧线过渡的门字形轨迹,基于3-4-5次多项式运动规律对机器人进行轨迹规划,利用ADAMS软件进行动力学仿真。结果表明,机器人末端的速度、加速度曲线连续,主动臂驱动力矩曲线连续无突变,满足牙刷生产中高速拾放操作的性能要求。     

基于ADAMS软件的3-RRC并联机器人运动学正解仿真分析

应用ADAMS软件建立3-RRC并联机器人模型,并进行运动学仿真,使用测量工具求得并联机器人位置逆解,使用样条曲线和样条函数通过仿真求得位置正解.借助于仿真软件求得运动学正解方法快速准确,为实际的样机调试和控制提供了有意义的借鉴.     

面向驱动力前馈控制的重载并联机构运动学及力学分析

针对驱动力前馈的力位并行控制的需要,对3-PRS-XY混合并联机构建立Z-X-Z欧拉变换描述的反向运动学模型,并进行速度规划,得到力位控制系统运动插补方法。基于整体能量分析模型及拉格朗日法对3-PRS并联机构进行空载工况下反向动力学建模求解,并通过与重载工况不同位姿的静力反解进行线性叠加得到计算力矩控制所需的驱动力前馈,通过仿真分析了重载下3-PRS并联机构运动学及驱动力的变化情况。     

ADAMS在并联机构运动学分析中的应用

针对并联机构的运动学分析计算,以3-UPS/UP型并联机构为例,介绍了应用动力学仿真分析软件ADAMS对其进行运动学仿真的方法与步骤。采用三维CAD软件Inventor建立了几何模型,以Parasolid格式导入ADAMS环境,对几何模型施加约束与激励,建立了并联机构的虚拟样机模型。并对模型进行了逆向与正向运动学仿真,快速准确地求得了并联机构的运动学反解与正解,大大简化了计算过程,为并联机构的运动学分析及机构设计提供了借鉴。     

混合驱动4R1P机构实现动臂-斗杆机构轨迹

对实现动臂—斗杆机构输出轨迹的混合驱动4R1P机构进行分析与优化设计。以预定轨迹和实现轨迹误差平方根为目标函数,通过逆运动学求解,设定约束条件,优化综合出一组4R1P机构结构尺寸以及滑块的输入规律。最后,以优化所得的结构尺寸及滑块运动规律来建立机构实体模型并进行运动仿真。仿真表明:机构构件之间的运动不存在运动干涉,没有出现驱动奇异,该优化结果具有有效性,混合驱动4R1P机构可以实现动臂-斗杆机构输出轨迹。     

基于ADAMS的PRS-XY型混联机床机构运动学仿真分析

应用ADAMS软件对PRS-XY型混联机床机构进行运动学仿真分析,使用测量工具求得混联机构逆解,然后通过样条曲线和样条函数求得正解。借助于仿真软件快速准确地求出运动学正逆解,为实际的样机调试提供了有意义的借鉴。     

基于ADAMS的三自由度平动并联打磨机构的轨迹规划与仿真

为了完成对悬锤工件表面毛刺的打磨任务,提出了并联打磨机构的轨迹规划与插补算法。首先,基于一种新型三自由度并联打磨机构的运动学逆解,即如何控制支链驱动关节来实现期望的运动轨迹,进而确定了动平台几何中心点按预期轨迹运动时应在滑块驱动关节上设定的运动驱动函数规律。其次,借助Pro/E创建该机构的装配模型,通过ADAMS虚拟样机技术验证了轨迹规划的可行性、正确性。     

基于ADAMS的PRS—XY型混联机床机构运动学仿真分析

应用ADAMS软件对PRS—XY型混联机床机构进行运动学仿真分析,使用测量工具求得混联机构逆解,然后通过样条曲线和样条函数求得正解。借助于仿真软件快速准确地求出运动学正逆解,为实际的样机调试提供了有意义的借鉴。     

自适应控制策略在并联机构上的应用

利用并联机构的动力学模型，对自适应算法在并联机构上的控制效果进行了理论及其实际实验的研究。分别采用经典PD算法和基于计算力矩的自适应控制算法对实际的并联机构进行轨迹跟踪控制。实验结果表明。无论在低速或高速的情况下。自适应算法都能够获得具有更好的位置跟踪性能的高速高精度运动，并且运动过程更加平稳。     

Dobot型机器人运动学分析与仿真

为了获得Dobot机器人的正逆解计算公式、避免解被丢失的可能性和保证角的精度,根据该型机器人的结构特点,运用D-H法建立了机器人的坐标系和运动学方程,进行了正逆运动学的分析,将双变量反正切函数应用到了逆解的表达式中。针对逆解多解和运动平稳性问题,对笛卡尔空间中利用直线插补和调用逆解公式求出的关节角序列进行了分析研究,提出了运用动态规划算法选出一组最优解序列,再利用三次B样条插值进行了连续化处理,并进行了实例验证和Matlab软件仿真。研究结果表明,利用该算法能够选出一组最优解和保证机器人运动的平稳性,为该型机器人的应用及轨迹规划与控制器的研究打下基础,所运用的算法和思想也适用于其他类型的多关节机器人。     

3-RPS并联机构及其轨迹规划与仿真

构造了3-RPS并联机构试验台,运用并联机构逆运动学分析理论,分析研究动平台的运动轨迹规划。推导出其运动学反解计算公式,确定了动平台按预期轨迹运动时应在原动件上施加的运动规律。最后,在ADAMS环境中建立了该机构的虚拟样机模型,通过虚拟样机仿真对所规划的运动轨迹进行了验证。     

3PSS并联机构的运动轨迹规划与仿真

在对3PSS并联机构进行结构分析的基础上，应用并联机构的逆向运动学分析理论，对3PSS并联机构的动平台的运动轨迹规划进行了分析研究。给出了3PSS并联机构的位移反解计算公式，由此确定了动平台按预期轨迹运动时应在原动件滑块上施加的运动规律。最后，采用虚拟样机技术，创建了3PSS并联机构的虚拟样机模型，通过虚拟样机仿真对所规划的运动轨迹进行了验证。