2RUPaR-2RRU并联机构性能分析与尺度优化

提出了一种新型面对称两移动两转动2RUPaR-2RRU并联机构,应用旋量理论分析其自由度,并确定了其运动特性。该机构可作为振动筛的本体结构。建立机构位置分析模型,得到位置逆解解析表达式;应用矢量法分析机构速度,得到输入、输出Jacobian矩阵,并据此分析了机构奇异位形;应用输入、输出传递指标评价机构运动和力传递性能,给出有效传递姿态工作空间和有效传递位置工作空间（Effective transmission positional workspace,ETPW）的定义和数值计算方法。以ETPW最大为目标,建立机构尺度参数约束优化模型,并应用差分进化算法求解该问题;给出了机构尺度优化设计实例。结果表明,模型和算法可行有效,优化后的机构ETPW明显增大。     

4-PRPaR并联机构尺度参数多目标优化

以三移动一转动4-PRPaR并联机构为研究对象,采用进化多目标算法求解机构尺度综合问题.应用约束旋量理论分析机构自由度,给出了机构位置逆解解析表达式,为机构性能分析奠定基础.建立机构运动和力传递性能评价指标,给出了规则有效传递工作空间(Regular effective trans?mission workspace,...     

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.     

面向码垛应用的变胞机构设计与尺度分析

针对单一重复和多样的码垛工作任务,设计了一种能实现多自由度构态和1自由度构态运动的变胞码垛机器人机构,该机构可由多自由度构态调整为1自由度构态,通过1自由度构态实现工作空间内任意两点的移动.将机构分为本质支链和支撑支链,提出了对该机构进行尺度计算的方法.首先,针对工作空间对本质支链进行尺度优化,得到该支链的尺度参数;再...     

双支链六自由度并联机构尺度设计与性能分析

提出了一种新型六自由度并联机构,该机构由两条运动支链组成,每条支链各包含一个主动球副。与常规六自由度并联机构相比,支链数目的减少可有效增大机构工作空间。基于封闭矢量法求得所提机构的运动学位置逆解,在此基础上分析了机构输入与输出的速度映射关系,建立了机构雅可比矩阵。以工作空间和全域灵巧度为性能评价指标,借助性能图谱法完成了机构尺度设计,基于该尺度参数,对特定工作姿态下的工作空间、灵巧度、承载性能及刚度性能进行了全面研究。最后,搭建了3D打印样机,并对其典型应用场景进行了分析。     

(2PUR-UP)-PUS并联机构运动性能分析

设计一种含被动支链UP的两转动一移动(2PUR-UP)-PUS并联机构,应用旋量理论分析机构自由度和运动特性,机构可实现绕被动支链U副中心的两转动运动和沿P副的移动运动.推导出机构位置、速度和加速度正逆解方程,且位置正解具有解析表达式,有利于后续误差分析、轨迹规划与控制.采用方位角和倾摆角描述末端执行器输出轴的姿态,并以机构运动/力传递性能评价指标为基础,分析机构传递工作空间.给出局部和全域性能指标的定义和计算方法,绘制了工作空间内的性能指标分布图.还制作了机构全域性能指标图谱,进而优选机构参数,可为机构的实际应用提供理论基础.     

基于支链构造法的新型6-DOF并联机构构型设计

提出一种新型3支链6自由度机构构型设计方法。对于6自由度并联机构,支链对动平台没有自由度约束,只存在尺度约束。在每条支链中都加入一个球副,用以实现3转动自由度,其余运动副用以实现3移动自由度。以支链中移动副的数目为分类原则,得出了24种通用支链结构,在此基础上,对支链运动副轴线的位置进行特殊配置,得出了对应的新型支链结构。应用得出的支链结构,对其进行组合,设计出一系列6自由度并联机构,并且以简化运动学求解、扩大工作空间为目的,给出支链内部运动副轴线配置及支链空间拓扑位置的配置设计原则。对得出的新型3-RPPS机构进行运动学、尺度约束和工作空间分析,并建立与机构性能相关的尺度要素与构型综合的关系,验证了本方法的有效性。     

一种飞机机翼支撑平台尺度综合分析

设计了一种由多个2R1T并联机构联合组成的飞机机翼支撑平台,该平台各个并联机构的主动支链采用液压互联的方式实现各动平台协同自适应调节,使其具有更好的翼型匹配度。研究了该并联机构基于多评价指标综合约束的尺度综合方法,建立其在不同约束条件下的评价指标,利用单调性分析法,并以各项性能最优的原则,引入统一的比例系数,确定尺度参数可行域。最后结合算例,以并联机构动平台中心的运动偏差率在最大许可范围内为初始目标,进行多评价指标综合约束,确定该并联机构的最优尺度参数可行域。     

一种新型4自由度高速并联机器人设计方法

提出一种可实现SCARA运动的新型4自由度高速并联机器人的动平台,采用双螺旋齿轮传动原理,将两相对支链驱动转化为末端的自转运动。针对该机器人的动力尺度综合问题,在建立运动学和刚体动力学模型基础上,利用直接和间接雅可比矩阵的行列式,构造出两类揭示机构奇异状态并定量描述机构链内与链间的力传递特性的空间压力角。基于可反映系统动力学特性的性能评价指标,在几何约束和力传递性能约束条件下,借助多目标优化的方法获得可保证机构运动学和动力学性能的最优尺度参数。     

一种四自由度混联驱动平台基于模拟性能的尺度综合方法

提出了一种四自由度混联驱动平台并研究了其尺度综合方法,该平台由3-PUS/PU并联平台与静平台通过移动副串联而成,3-PUS/PU并联平台PU恰约束支链的移动副采用气动支撑单元,由压缩气体承载驱动平台的主要负载,以减小运动所需主动支链驱动力并提高驱动平台的模拟性能。基于Rayleigh商和向量的性质,提出了基于向量2范数的模拟性能评价指标,通过单调性分析研究了驱动平台模拟性能和各约束随各尺度参数的变化规律,并通过该变化规律寻求模拟性能最优尺度参数。最后通过算例验证了该尺度综合方法的有效性。