H形并联机构反向动力学分析及验证

对一种H形并联机构进行了运动学和动力学分析,求出了机构的自由度,运用叠加原理建立了机构的运动学逆解、速度和加速度模型.利用虚功原理建立了机构的反向动力学模型,在分析机械系统中各运动部件在虚位移下的广义力基础上,推导出其动力学方程.通过MATLAB与Adams联合仿真以及特性实验,验证了反向动力学模型的正确性.为相似并联...     

可翻滚移动空间四面体机构的运动学分析

提出可变四面体机构的翻滚式移动平台设计概念.该机构由6根伸缩杆和4个节点支座组成,通过伸缩杆的运动改变机构重心,使整个结构失稳,达到翻滚移动的目的.结合其运动形式进行机构的运动学分析,并在此基础上分析其稳定性.设计、制造原理样机,并进行性能测试.测试结果表明：该可变四面体机构能以翻滚步态实现全方位移动.     

剪叉式过约束双环桁架可展天线机构的构型设计与自由度分析

基于过约束剪叉机构单元,构造了一种剪叉式过约束双环桁架可展天线机构作为星载天线支撑机构.首先,分析了剪叉式过约束双层环形桁架机构的构型机理及过约束特征,并对整体桁架机构进行了单元划分;考虑节点连接件的尺寸,推导出了此剪叉式过约束双环桁架机构的组环几何条件.然后,将双层环形桁架机构进行单元分解,基于图论和螺旋理论绘制了分解后机构单元的旋量约束拓扑图,进而分析了闭环可展开机构单元和整体双层环形桁架机构的自由度,结果表明,双层环形桁架机构的自由度和闭环可展开机构单元的自由度数相同,均只有1个自由度.最后建立了双层环形桁架可展开天线机构的仿真模型,模拟了整个机构的展开过程,验证了整体的可展性.该剪叉式过约束双环桁架可展天线机构所含运动副均为转动副,且整个机构仅具有单个自由度,运动形式简单.     

月球车桅杆机构设计与分析

在分析国外月球车桅杆机构的基础上,研制出三自由度桅杆机构．建立了桅杆机构的动力学模型．对桅杆机构运动学和动力学进行了分析,给出了桅杆机构的运动学和动力学方程．对动力学方程进行求解,得到了关节力矩曲线．     

可展曲面的保凸分析

文中对计算机辅助设计技术中常见的可展面进行了保凸分析,利用该结论可以轻而易举地判别和控制可展面的形状。     

基于牛顿-欧拉方法的6-PUS并联机构刚体动力学模型

用牛顿—欧拉方法建立了 6 PUS并联机构的动力学模型 .为使动力学模型包含所有构件的重力和惯性力 ,以该并联机构的支链为研究对象 ,用D H方法建立了各构件的坐标系 ,推导出了支链运动学逆解的解析解 ,并给出了动平台的速度、加速度与各构件速度、加速度之间的映射关系 .然后 ,以动平台为研究对象导出了 6 PUS并联机构的动力学模型 ,并给出了动平台做圆周平动时各驱动力的变化曲线 ,为该类机构的动力学分析奠定了基础 .     

基于螺旋理论的机器人自适应运动／力混合控制

本文研究当机器人动力学模型中含有未知惯性参数时机器人适从运动的混合控制，利用旋转理论将与环境接触时的机器人动力学方程分成两个螺旋方程后，提出了一种运动和力的自适应混合控制规律，该规律直接利用的自然约束和人工约束，达到了运动／力的全局稳定跟踪。     

基于PRO/E的活塞机构运动仿真及应用

机构的运动仿真分析能够有效的解决运动过程中位移、速度、加速度、力的测量,零件间的干涉、作用力、反作用力等问题.以活塞机构的运动仿真为例介绍了Pro/E运动仿真分析的具体步骤,并对活塞机构运动仿真仿获得的数据进行分析,以对其设计的机构做出评价,检验其是否已满足设计要求.仿真结果表明设计与装配符合设计要求,活塞运动正常,没有出现卡死或漏气现象.     

平面三自由度可控挖掘机构动力学建模与控制器设计

以一种平面三自由度可控挖掘机构为例,运用拉格朗日方法建立了机构的刚体动力学模型,求解得到了各主动杆的系统广义力;进而针对其半闭环控制系统的控制策略进行研究,基于机构驱动元件-交流控制电机及其驱动器的数学模型,运用模糊算法设计了一种模糊-PID双模控制器并对其进行仿真分析.结果表明:基于模糊算法的控制器在超调量、调节时间、上升时间和抗干扰能力等方面均具有较好性能,满足系统的控制要求.     

水下滑翔机器人运动调节机构设计与运动性能分析

描述了水下滑翔机器人3个运动调节机构的设计，即浮力调节机构、俯仰调节机构和横滚调节机构，分析了运动调节机构与运动之间的关系．提出了采用CFX水动力计算软件分析水下滑翔机器人运动性能的方法．根据CFX计算结果，用最小二乘法参数辨识方法辨识出定常滑翔运动的水动力参数．简化了空间螺旋回转运动过程，通过CFX水动力计算方法进行回转特性分析，估算回转半径．     

Kinematics of a Hybrid Manipulator by Means of Screw Theory

In this work the kinematics of a hybrid manipulator, namely a fully parallel-serial manipulator, with a particular topology is approached by means of the theory of screws. Given the length of the six independent limbs, the forward position analysis of the mechanism under study, indeed the computation of the resulting pose, position and orientation, of the end-platform with respect to the fixed platform, is carried out in closed-form solution. Therefore conveniently this initial analysis avoids the use of a numerical technique such as the Newton-Raphson method. Writing in screw form the reduced acceleration state of the translational platform, with respect to the fixed platform, a simple expression for the computation of the acceleration of the translational platform is derived by taking advantage of the properties of reciprocal screws, via the Klein form, a bilinear symmetric form of the Lie algebra e(3). Following a similar procedure, a simple expression for the computation of the angular acceleration of the end-platform, with respect to the translational platform, is easily derived. Naturally, as an intermediate step, this contribution also provides the forward and inverse velocity analyses of the chosen parallel-serial manipulator. Finally, in order to prove the versatility of the expressions obtained via screw theory for solving the kinematics, up to the acceleration analysis, of the proposed spatial mechanism, a numerical example is solved with the help of commercial computer codes.     

空间可展开机构设计分析系统的研究

空间可展开机构设计过程中存在建模分析周期长、设计数据和设计流程不易管理等问题,导致设计过程效率低、设计结果不理想。基于对多种CAD/CAE软件的二次开发集成和数据库的应用,提出了空间可展开机构的自动化设计分析方法,基于VC++开发集成了空间可展开机构设计分析系统软件,实现了机构参数化建模、自动化力学分析,优化设计以及设计数据的管理,有效提高了产品设计效率和质量。     

应用螺旋理论对并联机器人形位的分析与综合

采用螺旋理论对并联机器人的约束与运动问题进行了分析和总结. 在各种约束存在条件下,分析了刚体平台相应的运动轨迹形式,为今后对多刚体的形位分析提供了可行的理论依据．     

冗余机械臂运动学优化设计

该文主要从机械臂运动学的角度,定义了故障容错机械臂,巧妙地论证了冗余故障容错机械臂应该具备的自由度数,以及针对不同的任务要求,设计故障容错机械臂的方法。通过将任务空间抽象简化为一系列的特征点,建立机械臂参数与理想值相关的罚函数,选择有效的优化算法,设计出了通用一阶故障容错平面位置机械臂,通用一阶故障容错空间位置机械臂,以及特定任务一阶故障容错平面位置机械臂。建立起完整的故障容错机械臂的设计方法。     

基于6-DOF解耦操作臂的空间遥操作控制及运动学分析

针对由6-DOF解耦操作臂及其末端手爪组成的操作臂系统,设计了符合工程实际的遥操作控制策略,并提出了一种简单的运动学解算方法.采用Motoman工业操作臂,对提出的方法进行了实验验证.实验结果证明了所提方法的可行性.     

基于螺旋理论的新型三自由度移动并联机器人奇异性分析

采用螺旋理论及线性几何学方法对具有3支链5关节（P-4R）的三自由度纯移动并联机器人的奇异性进行了分析和总结．研究了该并联机器人的结构奇异性以及主动关节（驱动关节）的配置的奇异性,并采用线性几何学图解形式直观地给出其处于奇异时的形位,为进一步研究其动力学、运动学性质奠定了基础．     

一种运动旋量逆解子问题的求解及其应用

旋量理论在机器人运动学逆解过程中将运动方程分解为若干子问题,目前常见的子问题组合并不能完成所有机器人的逆解问题．本文提出了在机器人逆解过程中会遇到的另一种子问题的解法,并给出构造该子问题的限定条件．运用该解法,给出具有RTS运动链并联机器人的运动学逆解方法,并归纳出利用未知量组中对参考点起相同作用的旋量组合来简化计算的方法．该子问题的解决扩充、便利了旋量理论在机器人运动学逆解中的应用．     

绳驱动并联踝关节康复机构设计及运动性能分析

交通事故和中风后的神经损伤会导致下肢伤残,使得患者无法完成抬脚之类的简单动作.为了帮助患者恢复运动能力,提出一种适用于脚踝康复的3自由度绳驱动并联机构.首先介绍了绳驱动踝关节康复机构的结构.其次利用牛顿-拉夫逊迭代法和封闭矢量环法计算了位姿正反解,建立了速度雅可比矩阵.通过对驱动绳索的张力进行分析,优化了张力分布并求解了机构的工作空间.最后,基于雅可比矩阵分析了机构的运动性能.结果表明在规定的工作空间内机构无奇异点,有良好的运动灵巧性和刚度性能.而且设计的等效球面副和动平台使得机构的转动中心较好地与踝关节的转动中心相重合,相比现存的踝关节康复机器人更具优势.综上,设计的机构适合脚踝康复训练.