3-RRR并联机构灵巧度分析

利用SolidWorks建立了3-RRR机构的三维模型,对照三维模型采用D-H法建立了3-RRR机构处于任意位形的机构坐标系,运用螺旋理论计算出该机构的一阶运动影响系数即运动雅可比矩阵,参照运动雅可比矩阵奇异的特点,利用可操作数和条件数对3-RRR并联机构进行了灵巧度分析,得出了该机构的灵巧性特点。     

并联机床的灵巧度评价指标及其应用

研究了并联机床的灵巧度评价指标及其在实际加工中的应用。介绍了一种新型的五自由度并联机床,该机床机构具有五个驱动分支和一个约束分支,可以实现三维移动和二维转动。建立了该机床机构的雅可比矩阵,得到了三个影响机床机构灵巧度的指标,即条件数、最小奇异值、可操作性;并通过对这三个并联机床灵巧度评价指标进行分析,定义了两个灵巧度的综合评价指标-综合灵巧度系数和综合灵巧度,分别作为评价不同位形下灵巧度和整个刀位文件灵巧度的指标。最后,介绍了在实际加工中对不同加工轨迹的灵巧度进行综合评价的方法。实验结果表明:机床实际加工100平面圆,对各向同性有较高要求时的最优加工轨迹为z=650 mm,保证了机床加工过程中应具有良好运动和动力学性能的要求。     

对称五自由度3R2T并联机构的雅可比分析

针对对称五自由度3R2T并联机构提出一种雅可比分析方法。首先简单回顾3R2T并联机构的自由度特性,然后运用螺旋理论建立单个分支运动链的雅可比矩阵,该矩阵为6×5阶长方阵;再利用该类并联机构的自由度特性,说明6×5阶分支雅可比矩阵的第6行是冗余信息,可将其删除,从而把分支雅可比矩阵简化为5×5阶方阵,可以证明该方阵在机构非奇异位形下满秩;在选定并联机构的驱动副后,通过对新的5×5阶分支雅可比方阵进行一系列矩阵运算,可以建立整个五自由度3R2T并联机构的5×5阶雅可比矩阵。     

对称五自由度3R2T并联机构的雅可比分析

针对对称五自由度3R2T并联机构提出一种雅可比分析方法。首先简单回顾3R2T并联机构的自由度特性,然后运用螺旋理论建立单个分支运动链的雅可比矩阵,该矩阵为6×5阶长方阵;再利用该类并联机构的自由度特性,说明6×5阶分支雅可比矩阵的第6行是冗余信息,可将其删除,从而把分支雅可比矩阵简化为5×5阶方阵,可以证明该方阵在机构非奇异位形下满秩;在选定并联机构的驱动副后,通过对新的5×5阶分支雅可比方阵进行一系列矩阵运算,可以建立整个五自由度3R2T并联机构的5×5阶雅可比矩阵。     

基于齐次量纲雅可比矩阵的四自由度并联机构运动灵巧度分析

基于雅可比矩阵的灵巧度分析是并联机构设计的重要任务之一。针对新型四自由度机构2RRS-2RUS,首先基于螺旋理论导出的完整雅克比矩阵,构造出运动特性等效的齐次量纲雅克比矩阵。并利用该矩阵的条件数定义了衡量该并联机构运动学灵巧度的指标。进而,依据灵敏度分析的方法,分析得到系统全域性能指标随经过归一化处理后的各个尺度参数的变化规律。     

3-（2 SPS）并联机构灵巧度分析

以3-(2SPS)并联机床为研究对象,建立了机床的运动学方程并得到了机床的力雅克比矩阵,在此基础上对机床的灵巧度进行了研究,仿真出力各向同性和力矩各向同性分布图并进行了分析,该研究为并联机床结构优化设计及性能分析提供理论依据。     

五自由度并联驱动机构及其位置分辨能力分析

提出了一种具有三移动和二转动的多分支耦合并联驱动机构,基于方位特征集法分析了机构自由度及机构末端的运动特征.利用齐次变换法建立了机构的运动学逆解模型,求解了并联驱动机构的全雅可比矩阵.基于牛顿迭代法建立了运动学正解模型,并对理论模型进行了仿真验证.利用CAD变分几何法绘制了机构的可达工作空间.定义了机构的全域位置敏感度...     

3-RRR平面并联机构刚度分析

刚度是并联机构重要性能指标,为了评价并联机构刚度,提出了一种刚度评价方法.基于3-RRR机构的逆运动学模型,推导出其雅可比矩阵.在力雅可比矩阵的基础上,给出了刚度评价指标,该指标不仅适用于3-RRR并联机构,而且可以应用于其它并联机构.将提出的刚度指标应用于3-RRR并联机构,数值仿真结果表明3-RRR机构在工作空间中具有对称的刚性.     

LMI在并联机构的奇异性、灵巧度及刚度分析与设计中的应用

通过分析将并联机构的奇异性条件转变成一组线性矩阵不等式（LMI），从而将较复杂的求极值的问题转化为一系列较简单的目标函数具有线性形式的求极值的问题。再根据相应的角度关系，求出机构的全部位形空间的奇异点。另一方面，采用灵巧度下界的倒数以及关节空间刚度矩阵分别用在两个水平轴向上的刚度系数来构成性能指标的参数。通过将求极值问题转变成LMI的标准半正定问题，求解出并联机构的最佳几何学参数。     

混联机床2自由度并联机构的设计分析

研究了一种平面2自由度并联机构,给出了该机构的运动学正逆解、速度雅可比矩阵、机构的奇异形位并对其工作空间关键点的灵巧性进行了计算分析。据此设计出了4自由度混联运动机床。该并联机构在农业机械、坐标测量和工业机器人等领域也有广阔的应用前途。     

3-SPR并联机构的隔振性能分析验证

对航天器或者雷达天线进行隔振是减少其受到振动载荷的有效方法.采用一种基于3-SPR并联机构的稳定平台进行主动隔振.建立上平台坐标系、下平台坐标系、全局坐标系,分析推导3个坐标系的姿态变换矩阵,将3-SPR并联机构作为稳定平台进行运动学和静力学特性分析,建立包含下平台和上平台同时运动的运动学公式及其静力平衡方程和静力传递...     

基于因子分析法的SCARA型硅片传输机器人灵活性综合评价模型

SCARA型硅片传输机器人的灵活性性能评价方法是该类机器人研究和应用的重要问题,由于灵活性的指标多,指标间存在不同程度的相关性,评价信息会发生重叠现象。将因子分析法引入到多规格的SCARA型硅片传输机器人的灵活性性能综合评价中,提出了一种SCARA型硅片传输机器人的灵活性性能评价的综合评价模型,在该模型中,通过计算初等载荷矩阵及因子贡献率将5个单一性能指标的信息综合为2个公共因子,再利用因子旋转区分出运动灵活性中的两个不同方面,最后,建立SCARA型硅片传输机器人灵活性综合评价函数,选择出灵活性能最优的SCARA型硅片传输机器人。计算结果表明:该灵活性综合评价模型可以为SCARA型硅片传输机器人最佳尺寸的选取提供科学的理论参考依据。     

新型3自由度并联机构运动性能及精度分析

混联机构结合了串、并联机构的优点,已经越来越多地应用在复杂自由曲面零件的加工装备中.提出一种能够实现一个移动和两个转动的3自由度并联3-PSP机构,同时该机构存在伴生运动.通过对3-PSP机构运动模式的分析,简化传统的欧拉角描述方式,采用更适合的倾斜-扭转角描述动平台的运动.在此基础上,建立运动学模型,进行包括伴生运动和被动关节变量的完整运动学求解.基于运动学分析,对3-PSP机构的关节行程、速度特性和精度特性进行分析,证明该机构完全适用于混联结构中的并联模块,并能够满足航空、航天、汽车等领域复杂零件的加工需要.     

新型4-SPS/PPU并联机构运动学分析

提出一种能实现空间两移动和两转动的新型4-SPS/PPU四自由度并联机构模型,其中SPS支链为驱动支链,PPU为恰约束从动支链.采用螺旋理论计算了4-SPS/PPU并联机构的自由度.讨论了该机构的位置反解与正解,通过对位置方程求一阶微分,导出该机构的Jacobian矩阵,并分析了其加速度性能,给出了该机构Hessian矩阵的求解方法.根据运动Jacobian矩阵推导出该机构的条件数,通过数值分析验证了结构参数对该机构灵巧度的影响.为该机构的构型设计提供了理论依据.     

Delta并联机构的逆向运动学分析

对Delta并联机构的逆向运动学进行了全面分析,从机构约束方程得出机构位置反解,使得主动构件的关节变量能用结构参数表示;利用影响系教理论,建立了机构输入输出运动速度及加速度之间的传递关系;影响系数计算过程容易程序化,避免了传统速度加速度分析中的求导运算,便于采用现有的数学应用软件,进行符号推导,影响系数又是构造动态性能量化指标的基础,对机构动态性能分析和动态性能优化具有十分重要的意义.     

一种新型2-DOF并联主轴平台机构运动学分析

提出了一种新型2-PRR两自由度并联主轴平台机构,介绍了其机构组成及其结构特点。针对此平台机构,建立了运动学方程,给出了机构的位置正反解,并绘制了所有正反解构成的空间曲面,由此得到了平台机构的工作空间。最后,基于雅克比矩阵,对平台机构进行了运动仿真研究,为并联主轴平台机构运动参数的正确设计及控制提供了理论依据。     

全对称4-URU并联机构运动性能分析与尺度优化

深入研究了一种能实现3T1R运动的全对称4-URU并联机构。基于螺旋理论验证了机构的自由度特征,建立了机构位置正逆解数学模型,确定了机构的奇异位形。采用数值搜索法求解了机构的工作空间,通过考察各尺度参数对工作空间的影响,优选得到了机构的关键尺度参数。相关数值计算及运动仿真结果表明,该机构运动学模型及性能分析结论正确合理,相关成果可为机构动力学分析、结构设计提供参考依据。     

空间2自由度冗余驱动并联机构运动学性能分析

面向建筑机器人领域的高性能机械臂需求,提出了一种空间2旋转自由度的3-UPS&U冗余驱动并联机构。基于螺旋理论和修正的G-K公式对机构的整体自由度进行分析,确定了其围绕恰约束支链万向副旋转的运动特性。建立驱动参数与末端参数之间的映射关系,得到其工作空间模型。通过主驱动并联、从动约束串联的独立建模,构造了该并联机构完整的广义雅可比矩阵,进一步得到动平台末端中心点线速度与驱动关节速度之间的无量纲化雅可比矩阵,并据此建立了特定工作空间下机构的灵巧度、承载能力和刚度性能评价指标。最后结果表明,3-UPS&U冗余驱动并联机构进行较高频次上下摆动作业时,在约束支链所布置的对应转轴方向上,具有更佳的综合运动学性能,且能大大降低性能衰减的幅度。     

三自由度3-RPS并联机器人机构的运动分析

讨论了具有三自由度的３－ＲＰＳ并联机器人机构的运动分析。在这种机构操作器平台的六个运动位姿参数中，只有三个是独立的，而其它三个参数不是独立的。因此，这种机构的雅可比矩阵是一长方阵，这就是这种机构的运动分析的难点所在。本文根据这种机构的结构特点，给出了操作平台的输出运动参数的三个运动约束方程，并且建立了三个独立输出运动参数和三个独立运动输入参数之间的速度和加速度关系的显式数学模型，为这种机构的运动分析提供了简便有效的数学工具     

3-RUC并联机构的运动分析

基于并联机构的原理,设计了3自由度的三维平移的并联机构,分析了三平移并联机构的运动特性,通过计算得到其正、逆解析解.该机构对称性好,加工方便、造价低且易于控制.