平面两自由度驱动冗余并联机器人的运动及灵巧性分析

研究一种平面两自由度驱动冗余并联机器人的运动学求解，同时探讨了该并联机器人机构的工作空间，并绘制了工作空间的各种形状，在此基础上分析了该并联机器人机构的灵巧性，利用特例在其工作空间内绘制了灵巧性性能图谱，这些图谱是该并联机器人的机构设计的重要参考依据。     

6-SPS并联机器人工作空间的一种新型求解方法

基于6-SPS并联机器人的结构特征,提出一种新的6-SPS并联机器人工作空间的求解方法。首先对固定姿态时的位置空间进行研究,然后对模型进行简化,进而用合适的方法对工作空间边界进行数学描述,在此基础上利用软件编程可以完成对6-SPS并联机器人工作空间边界的绘制。     

一种3自由度并联机器人可达工作空间姿态分布研究

应用数值解法求解了一种三自由度并联机器人的可达工作空间,在分析可达工作空间的基础上,得出此并联机器人可达工作空间的姿态分布可以由ZC值处于工作空间中部时所得到的可达工作空间曲面的姿态分布代表的结论。然后提出一种可达工作空间曲面切割方法,通过分析切割曲面所得曲线的特征,求解出可达工作空间的姿态分布。     

绳牵引并联机器人工作空间的存在条件证明及一致求解策略

研究欠约束、完全约束及冗余约束绳牵引并联机器人的工作空间,提出适用于三类约束的绳牵引并联机器人工作空间的一致求解策略。由作用力单向性的共同特点,将力封闭手指抓取机器人的凸条件引入至一般绳牵引并联机器人,得到其可控工作空间的存在定理。基于存在定理、凸集理论、线性代数理论和投影定理,以推论的形式给出三类约束绳牵引并联机器人工作空间存在的普遍条件,并进行充分必要性证明。给出工作空间存在的普遍条件为,机器人结构矩阵满秩,且结构矩阵的列矢量与广义外力矢量在空间超平面法向矢量方向上的投影满足方向与大小平衡。根据定理和推论,提出一种适用于三类约束绳牵引并联机器人工作空间的一致求解策略,并应用一致求解策略对三个典型机器人的工作空间进行求解和对比分析。     

一种分析并联机器人工作空间的解析几何法

以解析法为基础，提出了一种分析并联机器人工作空间的方法。应用几何方法，结合并联机器人的运动特性，最终较精确地确定出并联机器人的工作空间。     

Delta并联机器人运动学分析

运用空间几何学和矢量代数的方法建立了三自由度Delta型并联机器人机构的简化模型,求解得到并联机器人位置逆解方程,给出了正解的数值解法,结合算例验证了计算公式的正确性;设计了位置逆解的人机界面,通过数值计算,得到了并联机器人的工作空间。     

6-UPS并联机器人奇异姿态空间分析

对并联机器人的工作空间和奇异位形进行分析。采用分支杆许用驱动力作为并联机构奇异空间边界的判断依据,提出临界奇异和奇异空间的概念。在给出一种姿态空间描述方法的基础上,提出了一种姿态工作空间和奇异姿态空间的求解算法。通过计算机仿真,得到了6-UPS并联机器人的姿态工作空间和奇异姿态空间的可视化图形描述。     

Delta并联分拣机器人的运动学分析及仿真

以典型的3-RSS型Delta并联分拣机器人为研究对象,进行了机器人结构的设计、运动学分析,推导了该机器人工作位置的正逆解方程,采用MATLAB进行了正逆工作位置方程的求解,并对该机器人执行器末端工作空间进行了运动学仿真,得到了并联机器人的工作空间,对Delta并联分拣机器人的运动控制具有较为重要的参考意义。     

6-PTRT并联机构位置模型工作空间的解析描述及几何求解

并联机构的位姿工作空间很难用数学表达式予以解析描述,因此其求解通常采用数值方法。文章在定义并联机构模型工作空间概念的基础上,以正骨并联机器人为研究对象,推导了其位置模型工作空间的数学解析表达式。在此基础上用几何建模的方法求解了其动平台转角为零时机构的位置模型工作空间。并联机构工作空间的数学解析描述是建立工作空间指标与机构参数间解析关系的基础,对并联机构参数的解析优化具有一定意义。     

三平移并联机构3-RRC的工作空间分析

机器人的工作空间是衡量机器人性能的重要指标之一。并联机器人的工作空间决定着并联机器人的整体尺寸。通过矢量法建立了三平移并联机器人机构3—RRC的位置正反解方程，探讨了结构参数对该并联机构工作空间的影响规律，为扩大工作空间提供了途径，且为工作空间的综合提供了依据。该并联机器人机构在工业装配机器人、力与力矩传感器、虚拟轴机床、坐标测量机等领域具有广泛的应用前景。     

平面结构冗余并联机构的误差敏感度分析

针对一种含闭环支链的平面结构冗余并联机构进行误差敏感度分析。分析了该机构的逆运动学和正运动学。基于矩阵法建立了机构的误差模型,并通过反解、正解结合的方法对该误差模型进行了验证。基于误差模型,得到了评价机构误差敏感度的指标,绘制了各指标在工作空间内的等值线图。基于误差敏感度指标,定义了低误差敏感性工作空间,绘制了低误差敏感性工作空间在工作空间中的分布图。与平面3-RRR并联机构进行了误差敏感度对比分析。结果表明,该机构的低误差敏感性工作空间占比较大,同时可以通过调节其冗余支链不断扩大低误差敏感性工作空间,使机构在大范围空间中保持低误差敏感性。     

新型激光切割并联机床的工作空间研究

提出了一种新型激光切割并联机床.在其位置逆解的基础上,通过边界搜索法获得了并联机床的工作空间,探讨了其结构参数对工作空间的影响.最后研究了并联机床的灵活性.研究表明该机床具有较大的工作空间且在有效的工作空间内不产生奇异,是一种理想的应用于激光切割的并联机床.     

Workspace Analysis of a Six-Degrees of Freedom, Three-Prismatic- Prismatic-Spheric-Revolute Parallel Manipulator

This paper studies the workspace of a six-degrees-of-freedom parallel manipulator of the general three-PPSR (prismatic-prismatic- spheric-revolute) type. It is known that a drawback of parallel manipulators is their limited workspace. To develop parallel mechanisms with a larger workspace is of use to potential applications. The mechanism of a three-PPSR manipulator and its variations are briefly analysed. The workspace is then investigated and the effects of joint limit and limb interference on the workspace shape and size are numerically studied. The constituent regions of the workspace corresponding to different classes of manipulator poses are discussed. It is shown that the workspace of this parallel manipulator is larger than that of a comparable Stewart platform, especially in the vertical direction.     

基于弦方法的平面并联操作手工作空间分析

采用一种工作空间边界求解的新方法——弦方法对平面并联操作手工作空间的综合问题进行了研究。首先给出了弦方法的基本原理和求解步骤。在平面并联操作手运动学分析的基础上,利用弦方法易于加入约束条件的特点,以机构的灵巧性指标为约束,采用约束跳步优化搜索算法得到具有良好运动学特性的工作空间边界。最后给出了几个具体的设计算例。     

6-SPS并联机器人工作空间的边界曲面分析方法

提出了一种并联机器人工作空间分析的解析方法。该方法以曲面分析为基础 ,结合并联机器人的运动特性 ,得到了并联机器人工作空间边界曲面的方程。以 6 - SPS并联机器人为例 ,分析计算了其工作空间。在此基础上 ,描绘出了 6 - SPS并联机器人工作空间边界曲面的投影视图及截面曲线图。分析结果表明 6 - SPS并联机器人的理论工作空间是由 30张曲面片包围而成的闭包     

基于大工作空间的三自由度并联机器人的机构研究

针对并联机器人工作空间相对较小的问题,采用菱形机构代替传统的串联支链,即运用虚拟轴代替实轴,减少并联机器人工作空间受杆长约束的范围,进而扩大机器人的工作空间,并且在z轴上具有较大的伸缩比。运用这个原理设计了一个大缩放比的三自由度并联机器人,并对该机器人进行了自由度、基本运动学和工作空间的分析。从分析结果可以看出,该机器人具有较大的工作空间。     

用遗传算法解具有给定工作空间的并联机构综合问题

提出一种利用遗传算法求解6自由度空间并联机器人机构综合问题的新方法。该机构的工作空间必须包含预先给定的且具有一定姿态能力的工作空间。为了描述具有一定姿态能力的工作空间，给出了一种简单有效和搜索算法。该法考虑了连杆长度限制、铰链转角限制和连杆干涉。算例表明结构参数可得到有效地优化，从而获得紧凑的机器人机构。     

平面冗余与非冗余并联机器人工作空间图谱的比较研究

并联机器人的结构参数决定其工作空间的特性。本文对并联机器人的杆件尺寸参数采用无量纲处理方法,建立了平面冗余与非冗余并联机器人的结构参数与工作空间形状的函数关系,绘制了两者基于无量纲参数的工作空间图谱,比较了两类工作空间的特点与优缺点,为并联机器人的机构设计提供了系统的参考依据。     

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。     

角度与运动约束下串联式机械臂工作空间求解与结构优化

深水作业机械臂通常采用串联式结构,机械臂每个关节的转动角度与长度会受到相应的限制,这些参数会直接影响到机械臂的运动轨迹规划和作业效率.机械臂的有效工作空间的求解是一个多目标多约束的优化问题.通过数学分析建立机械臂的运动学模型,分析影响有效工作空间的相关参数,利用图解法来分析机械臂工作空间的边界曲线,得到机械臂的有效工作...