并联机床数控系统运动学变换的研究

并联机床由于完全摒弃了传统机床固定导轨的刀具导向方式,其数控系统中必然需要添加运动学变换模块,以实现加工代码中的直角坐标与其可控制的关节空间坐标之间的转换.本文介绍了3-TPS并联机床数控系统中运动学变换方程组的建立和求解,详细分析了五坐标加工时运动学变换的实现,并在实际平台中仿真测试了运动学模块的性能.     

关于一类3—3型并联机器人运动学正解问题的研究

对一类３－３型并联机器人运动学正解问题给出一种新的解法，它将解析方法与数值方法结合起来，思路清晰，方法简明。并且应用计算机代数系统Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ对结果进行了验证，实验结果表明此法正确、简单、可靠，为实际应用创造了条件。     

3-TCT并联机器人运动学仿真

以Pro/E环境下建立的3-TCT并联机器人的模型为研究对象,在ADAMS/View模块下,对其添加约束和驱动后,进行运动学仿真.给定动甲台的位移,测量驱动杆杆长的变化曲线,利用ADAMS/Postprocessor模块对测量结果进行后处理,可得运动学逆解;以逆解得到的驱动杆杆长的变化曲线作为驱动,添加到驱动杆上可进行运动学正向求解.正逆解仿真结果对比表明,动平台正解时的运动轨迹和逆解时的运动轨迹完伞吻合.方法避免了大量的数学计算和计算机语言编程工作,通过CAE仿真软件实现了对并联机器人的运动学仿真,为并联机器人实际样机的调试和控制提供了一套有效的分析方法.     

六自由度运动平台运动学建模与仿真分析

针对并联结构形式的六自由度运动平台,建立了其数学描述方法。通过引入点的复合运动分析理论,建立了平台的完整运动学关系。采用牛顿迭代法进行平台位姿的正解求解,并在此基础上利用解析方法解决了平台速度、加速度正解问题。根据六自由度运动平台的使用特点,提出了一种合理的牛顿迭代初值选择方法。仿真结果表明其迭代寻优次数不超过5次,寻优时间不超过2 ms。分析了计算运动平台包线的理论难度,提出了一种合理的可行方案,经过64次计算,耗时55 ms即完成了平台包线的解算。所建立的运动学模型已应用于某运动平台产品,并可延伸应用于其他并联结构机器人运动分析、并联机床等应用领域。     

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。     

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．     

6-SPS并联机床加工过程仿真

针对并联机床研究不断深入的现状，介绍了6－SPS并联机构以及加工过程仿真研究的意义，采用VC＋＋6．0OpenGL开发了6－SPS并联机床加工过程仿真系统，对各功能模块进行了简单介绍，并以单叶双曲面为例，进行了轨迹规划以及加工过程仿真，验证了仿真系统的正确性及实用性。     

Stewort并联机器人仿真系统的实现

该文提出了一个Stewort并联机器人仿真系统，重点说明了其中对于并联机器人运动学仿真及控制系统仿真中的系统构成和规划算法，最后给出了一个应用该系统进行Stewort并联机器人仿真的例子，为Stewort并联机器人的研究提供了有效的仿真数据。     

一种新型简单6—SPS并联机器人及其位置正解

本文提出了一种新型简单６－ＳＰＳ并联机人机构，给出了它的变形型式并讨论了位置正解，该机械的位置正解通过依次求解三个一一元二次代数方程即可得到。本文最后给出了数值实例。     

一种基于角度传感器的6-UPS机构正向运动学分析方法

为了提高6自由度并联机构运动学正解的求解效率,增强求解方法的通用性,提出了一种6-UPS(universal-prismatic-spherical)机构的运动学正解算法.首先在6-UPS机构任意分支虎克铰处添加2个角度传感器,测量了虎克铰2个方位的旋转角度.再基于旋转矩阵构建12个方程,通过代数消元对其进行降次处理得到简易的一元二次方程组.最后,求得6-UPS机构的运动学正解.并通过具体数值算例验证所提方法,求出了确定的位置正解.该方法不仅降低了数据处理的难度,且能求得正解的唯一解,避免了并联机构正解存在多解的问题.     

Comparison of Different Methods for Computing the Forward Kinematics of a Redundant Parallel Manipulator

In this paper, three numerical methods are presented to solve the forward kinematics of a three DOF actuator-redundant hydraulic parallel manipulator. It is known, that on the contrary to series manipulators, the forward kinematic map of parallel manipulators involves highly coupled nonlinear equations, whose closed-form solution derivation is a real challenge. This issue is of great importance noting that the forward kinematics solution is a key element in closed loop position control of parallel manipulators. The proposed methods, namely the Neural Network Estimation, the Quasi-closed Solution, and the Taylor series approximation, are using mainly numerical computations, with different ideas to solve the problem in hand. The latter two methods are proposed for the first time in literature to solve the forward kinematics of a parallel manipulator. These methods are compared in detail and the advantages or the disadvantages of each method in computing the forward kinematic map of the given mechanism is discussed. It is shown that a 4th order Taylor series approximation to the problem provides a good compromise for practical applications compared to that of other methods considered in this paper.     

一种新型并联机床的驱动输入选择

基于螺旋理论,将并联机床全部分支中可作为驱动输入的运动副锁定后,可以得到作用在动平台上的 约束螺旋．选出与机构的自由度数目相同的约束螺旋与机构本身固有的结构约束螺旋组成约束矩阵,根据约束矩阵 的秩确定输入的合理性．将约束力／力矩矩阵的最小奇异值与最大奇异值之比定义为约束力／力矩各向同性度,并 以此为指标对各驱动输入组合的优劣性进行评价．驱动输入选择结果表明,该并联机床存在5 种合理输入,其中以 UPS 分支中的5 个P 副为驱动输入是最优组合．     

基于SimMechanics的三自由度并联机器人仿真

Delta型机器人是一种三自由度纯平动并联机构,介绍了应用Simulink的SimMechanics模块集对Delta平台进行仿真研究的方法。运用SimMechanics模块对并联机器人进行建模,并根据机构的几何特性建立运动学逆解求取模块,给出动平台规划运动轨迹,通过运动学逆解求取模块生成机构驱动轴输入运动信号,对机构模型进行运动仿真。仿真结果表明,所建立的机械模型和逆解求取模块以及轨迹跟踪都符合实际系统特性,仿真方法高效、实用。     

一种开放式数控系统刀具运动轨迹验证方法

为了更准确的仿真五轴数控机床各运动轴的运动情况,提出一种开放式数控系统刀具运动轨迹验证方法.本方法从运动控制组件中采集运动控制数据,利用五轴机床机构运动学模型,将运动控制数据转换为工件坐标系下刀具的运动轨迹,并以三维线框方式显示.通过CNC系统与CAD系统STL模型数据的交换,实现了刀具运动轨迹与CAD设计模型的分析比较,并设计了轨迹误差计算模型,可以定量分析仿真的刀具运动轨迹.最后通过实验验证了方法的正确性.     

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。