绳牵引并联机构的自由度和奇异性

绳牵引并联机构是将若干驱动器的运动和力以绳为介质，转换成末端执行器的运动和力的封闭机械装置。可控性是绳牵引并联机构的主要问题，在其基础上，通过建立机构的静力学平衡方程，将末端执行器的自由度定义为结构矩阵的所有列矢量正张成的空间的维数；同时给出并证明末端执行器自由度的类型；说明绳牵引并联机构的奇异类型仅有过运动性的奇异，证明了纯平动机构不存在奇异位姿；最后，根据无奇异机构的设计原理，列举了无奇异性的3个1R2T机构、2个2R3T机构和1个3R3T机构。     

6自由度绳牵引并联机构的运动轨迹规划

首先,基于6自由度绳牵引并联机构的运动学逆解模型,给出了可用于运动轨迹规划的绳的速度和加速度 的一般结论:绳的速度值始终不大于动平台上相应铰链点的速度值;而正的绳加速度值始终不大于动平台上相应 铰链点沿绳拉力方向的加速度值。接着,提出一种适用于大部分工作空间的绳拉力的计算算法。然后,选择一个 结构紧凑的6自由度完全约束定位机构,以末端执行器能实现空间螺旋∞型的轨迹为目标,进行运动规划,研究 绳的运动特性。仿真结果验证了以上所得到的一般性结论。同时表明,一些绳的拉力的变化不大;而另外一些绳 的拉力的变化很大。这些运动轨迹规划的仿真结果,能为以后该机构的运动控制方案的研究提供依据。提出的运 动轨迹规划方法对一般的6自由度绳牵引并联机构都适用。     

立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的系统仿真

给出所设计的立面一个转动两个平动(1R2T)三自由度绳牵引并联机构的模型.针对此机构模型,建立了运动学逆解模型;接着提出两种计算绳拉力的算法,并具体分析了其中一种算法.以末端执行器实现椭圆型的运动轨迹为目标,进行轨迹规划,研究绳的运动特性.采用Simlink仿真软件对该系统进行了一系列的仿真,包括:绳长变化、绳的速度、加速度变化以及绳的拉力变化.仿真结果表明:在所规划椭圆轨迹下,所有绳速度、加速度的变化是连续的;一些绳拉力的变化比较大,另一些绳拉力的变化比较小.提出的运动轨迹规划方法,具有通用性.     

绳牵引并联机构的研究概况与发展趋势

总结了近20年来关于绳牵引并联机构的研究概况和研究内容；论述了绳牵引并联机构的构型、工作空间、刚度和冗余性等方面的研究；分析了绳牵引并联机构的应用前景与发展趋势，指出了绳牵引并联机构在建筑机器人、虚拟现实的力反馈装置和触觉装置、大型运动仿真器、大型射电望远镜、超高速机器人、超大工作空间的轻型机器人和风洞试验等领域的应用前景，展望了绳牵引并联机构的预期研究内容。     

一种绳牵引并联机构的拉力分布方法

指出了绳牵引并联机构的拉力应满足的一些条件,提出了一种新的拉力分布方法。该方法把绳的拉力分为有效部分和无效部分,使有效部分非负和让无效部分取较小的正值,可确保满足绳拉力大于零的条件,且拉力的分布更加合理,并且两自由度并联机构加以说明,最后用仿真实例加以证实。     

基于PMAC运动学的并联机构力控制研究

对于冗余并联机构,由于位置误差的存在,如果只控制关节位置可能在系统内部产生较大内力,甚至破坏系统结构。而构建力控制系统往往需要修改整个控制系统。通过对PMAC运动控制器计算机理的深入分析研究,提出了一种简便的力控制的实现方法。首先分析了力控制的机理,然后研究了力控制的正反解实现的方法,最后给出了力控制实现的实例。结果表明,该方法可以方便的实现力控制系统的构建和修改。该研究为并联机构的力控制提供了一种新方法。     

6自由度绳牵引并联机构的PD反馈控制方案设计

本文对六自由度绳牵引并联机构的控制方案进行研究,建立了其PD反馈控制规律;并对绳内力进行了线性化和解耦处理.文中综合非线性系统线性化理论以及绳牵引并联机构的线性化研究知识,应用实时测量的绳长和终端位置参数将内力矩阵化成一个线性回归矩阵和一个带有绳子和驱动器连接点参数的参数矩阵的乘积;并利用Lyapunov原理进行了闭环系统稳定性分析,实现了一类6自由度绳牵引并联机构的闭环反馈控制.     

6自由度绳牵引并联机构的运动学分析

在分析总结前人研究成果的基础上,提出了一种由7根绳牵引的结构紧凑的6自由度并联机构首先对机构构型进行了描述;接着建立了机构静力学模型,总结了前人关于绳牵引并联机构的可控工作空间、具有拉力条件的工作空间和具有刚度条件的工作空间分析方法;并针对提出的6自由度绳牵引并联机构,采用Monte-Carlo技术在Matlab环境下编程进行仿真,验证所采用的工作空间分析方法的可行性.仿真结果表明机构平动可控工作空间大而转动工作空间小;在主位姿附近机构的刚度性能好;但许可的绳拉力范围小;工作空间的边界问题仍待解决.后续工作还将进行机构的运动学综合.该构型的6自由度绳牵引并联机构在超大工作空间的机器人领域有潜在的应用前景.     

绳牵引并联机构拉力分布优化

由于绳只能承受拉力,绳牵引并联机构必须采用冗余驱动。这种驱动冗余性导致无法平凡地求解各根绳的拉力值。而机构运动控制必须实时计算各根绳的拉力。为寻找绳拉力的优化解,必须研究绳拉力分布的优化问题。引入Verhoeven将绳拉力优化问题转换成一个在凸多面体上的非线性优化问题的研究方法,即将绳拉力的优化解表示成最低解和最高解的线性插值。由于优化解在某些情况下不连续,有必要将优化解做p-范数近似表达。探讨优化解的p-范数近似表达的实际算法,并对4根绳牵引的2自由度并联机构的最高解和最低解求解进行实例仿真。     

三自由度绳牵引平面并联机器人力/位控制研究

针对三自由度平面绳牵引并联机器人在如何保持一定绳张力的条件下实现位置控制的问题进行了仿真研究.利用牛顿-欧拉法建立了机器人的包括电机在内的动力学方程.考虑到系统正常工作时绳需要具有一定的张力,给出了力分解模型,提出了一种力/位并行控制策略:力回路用于控制绳的张力大小,位置回路用于实现末端轨迹跟踪.最后对机器人控制系统进行了仿真分析,仿真结果表明,该控制策略不仅能够解决绳的张力问题,而且满足对轨迹跟踪要求.     

基于PMAC的SLS数控系统研究

从选择性激光烧结 (SLS)的工作原理出发 ,提出以PMAC、PC机及步进电动机为主体的数控方案 ,系统地阐述基于PMAC的控制体系的软、硬件设计及软件结构模块划分     

基于PMAC的直线电机PID控制性能的研究

研究了数控加工系统中的直线电机零传动进给单元，在此基础上分析了采用PID参数调节的重要性，建立了基于PMAC基础上的直线电机PID的控制算法，并通过PID控制性能加以验证。     

基于PMAC的典型同步带传动系统的PID控制分析

对典型同步带传动系统建立PID控制模型,分析PMAC控制算法流程,最后对传动控制系统进行整定分析。整定曲线表明,PMAC PID控制典型同步带传动系统具有很好的稳定性和相应性,能够满足高速度、高精度的工况要求。     

基于PMAC的自动导引运输车智能控制

为实现对自动导引运输车（AGV）的智能控制,采用基于PMAC2为核心的计算机控制系统,完成了系统的软、硬件设计;建立了运动学模型,并对AGV航位推算及运动控制算法进行了研究;利用控制算法和陀螺仪、超声波传感器、编码器等检测技术得到了机器人的位姿,并对轮式移动机器人的二次闭环算法进行了仿真和实验,实现了准确定位和智能控制。反复的试验和应用证明,此控制系统和控制算法可行且运行可靠。     

基于PMAC的精密定位控制系统的分析

主要介绍一种基于开放式多轴运动控制器(PMAC)和安川伺服电动机的一维精密定位控制系统,以PMAC运动控制器为控制系统核心,以安川全数字交流伺服系统为驱动。首先介绍∑-Π系列交流伺服电动机驱动器原理和PMAC控制器原理及其算法,并分别建立了伺服电动机和控制系统的数学模型,最后详细介绍本控制系统的软、硬件设计。     

PMAC在目标模拟运动支架控制系统中的应用

介绍了基于PMAC目标模拟运动支架控制系统的设计与开发，简单介绍了系统的硬件组成．重点讲述了系统软件的开发和主要技术难点的解决方法。     

基于PMAC的锥束体积CT工作台控制系统设计

设计了基于PMAC的锥束体积CT工作台的控制系统。重点介绍了该控制系统结构框架的确定、硬件的组成及工作原理,以及控制系统软件的设计。     

基于PMAC的数控系统PID参数调节研究

研究了数控加工系统中的位置控制模型,讨论了基于PMAC的数控系统PID参数的调节原理及其调节方法,并说明了PID参数调节对于机床精度的重要性.     

基于PMAC的并行双CPU数字化采集系统的研究

介绍了基于PMAC的并行双CPU数字化采集系统的硬、软件结构及其关键技术,包括双缓冲技术、多线程技术及多媒体定时器技术等。