3-PSR并联机构运动学和动力学分析

建立3-PSR并联机构的约束方程,求解3-PSR并联机构的运动学正逆解.在此基础上,求解3-PSR机构的速度雅可比矩阵以进行动力学分析.采用凯恩法建立动力学模型,以动平台位姿为参数,对机构各构件进行受力分析,并转化为3个驱动滑块的等效驱动力.通过对比MATLAB和ADAMS仿真结果,总结了该机构的基本动力学性能.研究结...     

基于3D打印技术的并联机器人机构的动力学研究

针对3D打印快速成型技术的性能需求,提出了一种基于3-PUU型三自由度3D打印并联机器人。对其中的3-PUU并联机构进行了运动学分析,求解出该并联机构的位置逆解方程;利用"S型曲线加减速"规划算法对该机构的运动轨迹进行了运动规划,建立了基于SimMechanics的3-PUU并联机构动力学模型;通过PID控制器对其进行了动力学仿真,得到了在规划轨迹下该并联机构中各个支链的位移、速度、加速度以及支链驱动力曲线。分析表明:该并联机构具有很好的运动以及动力学性能,可以作为3D打印技术中对汽车、飞机、医疗器械零部件的打印。     

新型3-PRRS并联机构动力学分析与控制策略

对应用于虚拟轴并联机床的新型少支链六自由度3-PRRS并联机构进行动力学分析,利用影响系数法推导出从任务空间到关节空间的速度和加速度的映射关系,并利用虚功原理法构建了3-PRRS并联机构完整的动力学模型,推导出驱动关节上驱动力的解析表达式。利用MATLAB软件对机构进行理论数值计算,运用ADAMS软件建立机构的动力学模型,进行并联机构的动力学仿真分析。结果表明:数值计算的结果与虚拟仿真分析结果是一致的,验证了机构的速度、加速度和驱动力的正确性。最后简述了所采用的控制策略,该策略能在有效载荷变化的情况下改变反馈增益,控制效果较好。     

宏微3-RPR并联机构运动学精确求解

针对所研制宏微伺服驱动的3-RPR并联机构运动学纳米级求解精度的要求,研究其运动学模型及其正解和逆解算法。推导3-RPR的逆解方程,通过MATLAB编程得到其解析解;建立正解方程,采用数值迭代法、神经网络算法和遗传算法优化的神经网络算法对其进行正解研究,并采用MATLAB实现其算法求解。通过最终的求解精度对比,经遗传算法优化的神经网络算法能实现纳米级的求解精度、且耗时最短。     

基于影响系数法的激光切割机床主体机构运动学研究

将3-PUU并联机构作为激光切割机床的主体机构,以对3-PUU并联机构的运动学分析为目的,构建3-PUU并联机构的位置方程,采用虚设机构法建立并联机构的影响系数矩阵,包括Jacobian矩阵和Hessian矩阵。采用影响系数矩阵和对位置方程微分的方式分别求得并联机构的驱动副与动平台间速度和加速度的映射关系,将影响系数法和微分法所得驱动副速度和加速度图谱与ADAMS仿真结果对比。通过对比3种分析方法所得曲线的一致性,验证运动学理论研究的正确性、仿真验证的可靠性以及作为激光切割机床主体机构的适用性。影响系数矩阵的正确建立也为激光切割机床主体机构的动力学分析、性能指标的建立以及优化设计提供了基础。     

3-PUU并联机器人机构及其运动学

介绍了一种空间三自由度并联机构3-PUU,该机构有动平台、定平台和3个连接支链组成,动平台相对于定平台有2个转动和1个移动.该机构动平台和定平台之间的连接全部由万向铰链完成,结构简单、对称,刚度高,控制简单;P副水平布置,动平台重力由导轨承担,丝杠轴向受力小,刚度好;相对于3-PRS两转一移机构,绕X和Y轴允许摆角大.文中建立了运动学方程,通过计算给出了位置反解和Jacobi矩阵,为速度分析和奇异性分析打下了基础.     

6-UPS型Stewart并联机构空间对接装置的运动学分析

空间交会对接过程中追踪航天器位姿调整的精确度是实现空间对接的重要保障。为提高追踪航天器的位姿调整精确度,对其追踪航天器进行对接工作的Stewart并联机构进行了运动学分析。建立了Stewart并联机构逆运动学求解的数学模型,并利用其数学模型求解出作动器伸长量随时间变化的曲线;再搭建其虚拟样机,将搭建完成的虚拟样机模型导入ADSMS中进行逆运动学仿真,其结果与数学解析求得的结果相比较,误差保持在10-4量级内,验证了模型的准确性。利用其虚拟样机进行运动学的仿真分析,为提高机构位姿调整精确度以及后续工作中的动力学分析和实现控制提供了相关理论依据。     

改进型Delta并联机构的弹性变形分析与仿真

利用机构外载荷作用下势能Hessian矩阵定义改进型Delta并联机构的刚度,并建立考虑机构形位变化和外载荷作用下各构件弹性变形的机构刚度映射模型,进而利用该模型得到不同运动位姿和不同外载荷下,机构末端的弹性变形。同时,结合ADAMS软件的ADAMS/flex模块产生柔性体,通过替换原有的刚性体为柔性体,建立改进型Delta并联机构刚柔混合体虚拟样机,借助虚构件实现添加驱动和各个构件之间的运动副,最后仿真出不同位置和外载荷条件下机构的弹性变形,从而实现相互验证上述理论计算和仿真的正确性。     

3-HSS并联机床运动学分析及运动仿真

提出一种新型3-HSS并联平动机床,主要研究了该机床的组成及运动学分析;基于虚拟样机技术,利用Pro/E对并联机床整体机构进行了三维建模,利用ADAMS对其进行了运动轨迹仿真分析,证明了所设计并联机构能够按照预先设定的运动轨迹进行运动,验证了机构设计的合理性和功能实现的正确性.     

3-PRS&3P混联机构运动学分析

为提高工作效率,让机构得到最大化利用,提出一种新型混联机构3-PRS&3P.建立该机构的动、静坐标系,采用螺旋理论对此混联机构进行自由度分析,并通过修正的Grubler-Kutzbach公式,对该混联机构自由度进行验证,得到一致的结果;对混联机构进行运动学逆解分析和正解分析,采用余弦定理和空间坐标变换法对此混联机构进行...     

3-UPU并联机构的运动学仿真与分析

为了提高并联机构的设计效率和准确性,以3-UPU型三平动并联机构为研究对象,对其进行运动学位置正逆解仿真与分析。在ADAMS环境下,得出该机构位置正逆解的仿真曲线。运用MATLAB作出其理论位置逆解曲线并与仿真位置逆解曲线相比较,验证了仿真位置逆解的正确性。将仿真逆解曲线以样条驱动函数形式输入给该机构,得出样条驱动函数下的位置正解曲线并与仿真位置正解曲线相比较,验证了仿真位置正解的正确性。说明了该并联机构的理论数学模型与仿真实体模型的正确性与合理性,为后续的控制提供理论依据。     

一种组合并联机构的运动学分析及刚度分析

以一种新型的可实现3-PUU机构和3-UPU机构的组合并联机构为对象,对该机构在可实现两种并联机构的情况下分别进行机构自由度分析、运动学分析,得出机构的运动学正逆解以及雅克比矩阵,根据所求出的雅克比矩阵进一步对机构进行机构刚度分析,并用MATLAB软件求解刚度值,绘制出在给定的位姿时上下平台的相关结构参数对整体刚度值的影响曲线图,为此组合并联机构的进一步分析提供了理论分析的依据,对组合并联机构的设计具有一定指导作用。     

基于ADAMS和MATLAB的3 PPR并联机构运动学分析与仿真

以3-PPR并联机构为研究对象,详细论述了该并联机构的结构形式,采用图解法对机构的工作情况进行了分析,运用欧拉角姿态旋转矩阵和矢量法对该并联机构的位置逆解进行求解。其次,又根据该并联机构本身结构的机械结构几何尺寸特点以及机构在运动过程中尺寸位置之间的关系,对该并联机构的运动学正解进行了求解。最后通过在ADAMS和MATLAB中对该并联机构运动学模型进行联合仿真,将求出的结果进行对比分析。     

基于Kane方程的3UPS/S并联机构动力学研究

为了分析3UPS/S并联机构在并联转台中的动力学特性,采用Kane法建立该并联机构的动力学模型.选择一条具有代表性的运动轨迹,对支链的驱动力以及中央立柱对动平台的约束力进行仿真分析;给出了可以对动力学模型进行简化的方法,分析模型简化后对驱动力的影响.结果表明:3个支链驱动力的最大值基本相同,中央立柱的约束力中z向约束力最大,这是因为中央立柱在平衡驱动力的同时,还要对动平台起支撑作用.该研究工作为3UPS/S并联机构支链驱动系统的选取提供了参考,也为中央立柱的结构参数设计提供了理论依据.     

4 RRR冗余并联机构的运动学分析

针对4-RRR冗余并联机构的输入及输出构件间的位置关系展开研究。基于运动螺旋理论,分析了该机构的自由度性质,并确定了主动副的位置;建立了机构的逆运动学方程及正运动学方程,并对给定运动平台的位姿进行了数值计算,以验证所建立方程的正确性;研究了机构的运动解耦性以及运动平台的工作空间大小与连杆长度变化的关系;最后,对给定运动平台的运动方程下主动副的输出转角进行了数值仿真。