并联机构虚拟样机的构建与仿真

通过以3-TPT并联机构作为研究对象,建立该并联机构的运动学正、逆解方程,并利用LabVIEW和MATLAB软件进行运动学逆解仿真,从而得到伸缩杆杆长理论变化曲线.在ADMAS/View环境中,构建该并联机构的虚拟样机,并对其进行运动仿真,得到各杆杆长的变化曲线.通过对比伸缩杆杆长理论变化曲线,验证了运动学逆解方程的准确性.同时也说明该并联机构在空间运动时,具有良好的平稳性.除此之外,利用虚拟样机技术对并联机床运动学进行研究,避免了复杂的数学建模与推导,从而大大缩减了运动学分析工作量.     

3-CUR并联分拣机器人的运动学分析与仿真

目的我国传统的食品生产行业,以人工分拣为主,自动化程度低,需耗费大量的劳动力,设计一种3-CUR并联机器人,用于食品生产的快速分拣。方法运用螺旋理论分析了该机构的自由度数目和类型,并且用修正的Grubler-Kutzbach公式对该机构的自由度进行了验证。接着使用D-H运动链参数表示法和欧拉角表示法,求解该机构的位置反解,采用三维动态法和Matlab软件对该并联分拣机器人的工作空间进行了分析与仿真,最后利用ADAMS软件对该机器人的运动性能进行了仿真分析。结果该机构可以实现一平(沿z轴的平动)两转(绕x轴y轴的转动)的运动,工作空间大,可达范围广,没有出现奇异点,末端执行器各参数的运动曲线呈有规律的周期性变化,可满足分拣机器人所需的运动和工作范围。结论该机构运动性能优越,稳定性好,具有良好的工作空间,可实现食品生产过程中的高速自动扫描和分拣,在包装自动化领域具有潜在的应用价值。     

基于虚拟样机技术月球机器人运动仿真

采用“虚拟样机”技术,建立一个集三维实体设计,动力学建模,控制,可视化仿真于一体的虚拟月面计算机仿真环境,对月球机器人的静力学,运动学以及动力学进行仿真研究,为月球机器人结构参数,动力学参数及控制算法的优化提供了设计参数和验证场所。     

基于虚拟样机技术的万吨压机锻造操作机的运动学仿真分析

 万吨压机锻造操作机是重要的重载操作设备.锻造操作机钳头预期运动轨迹的精确实现,是实现锻造操作机基本功能的基础.基于虚拟样机技术,在ADAMS软件中建立了锻造操作机整机系统的虚拟样机,对操作机进行运动学仿真,得出钳头运动情况曲线,并将运动曲线与锻造操作机的设计参数进行比较,分析确定了操作机的运动性能良好,为设计操作机的详细结构提供了理论及数据依据.     

机器人双臂建模与击掌碰撞虚拟样机仿真

碰撞是仿人机器人研究的难点.今设计了5自由度仿人机器人上肢体,并且基于雅克比矩阵建立了速度运动学模型;基于拉格朗日能量函数法,建立了动力学模型;采用广义非线性等效弹簧阻尼模型,建立了碰撞动力学模型.参照人体特性,搭建了ADAMS虚拟样机仿真平台,进行了上肢体击掌动作仿真实验,开展了不同刚度系数值下的手部接触碰撞仿真.实验曲线表明动作仿人,角速度曲线满足正弦曲线形态;碰撞中,肘关节所受力矩最大;缓冲后,腕关节所受力矩大于肘关节.证明碰撞仿真平台有效,碰撞时应采用较小的仿真步长.     

3-CRS-S并联机构的运动学分析及仿真

目的 对3-CRS-S并联机构进行运动学分析及仿真,验证该机构是否具有优良的运动学性能.方法 运用修正的Kutzbach-Grübler公式对机构进行自由度计算,并分别采用D-H法和数值算法中的粒子群优化算法(PSO)对该3-CRS-S并联机构的位置正逆解进行分析,运用Adams软件对3-CRS-S并联机构进行角度和角速度分析.结果 得出该机构的位置逆解和正解,以及运动学仿真后的角度、角速度图像,该图像曲线均呈现为有规律、周期性的变化,且曲线没有出现有任何断点和突变点,运动范围相对稳定,说明该机构在运行过程中运行平稳.结论 该机构在运动过程中运行平稳,具有良好的运动学性能,在自动化包装机械领域具有广阔的应用前景.     

新型并联机器人的构型设计与运动学分析

目的针对袋装食品的抓取和装箱过程操作简单且重复性高,采用人工完成的成本过高,极易发生少装和错装的现状,设计一种以2-RPS-UPU并联机构为主体的抓取和装箱机器人,验证其是否具有良好的运动学性能。方法通过运用螺旋理论和修正的Grubler-Kutzbach公式对机构的自由度数目和类型进行分析,接着使用"闭环解析法"和"欧拉角表示法"2种方法推导该机构的运动学位置反解,采用粒子群优化算法对该机构进行位置正解算例分析。最后利用SolidWorks软件采用"驱动动静结合"的方法求解机构的工作空间。结果该机器人具有3个自由度(两转一移),驱动关节和末端执行器之间的位置及姿态关系明确,可以进行良好的线性运动,工作空间呈蜘蛛网状,范围广且形状规则对称,结构紧凑。结论该新型三自由度并联机器人能够满足袋装食品抓取和装箱时所需的运动和工作范围,其运动平稳,可靠性强。     

基于ADAMS的变速器虚拟样机仿真分析

利用UG二次开发功能建立变速箱的CAD模型,在ADAMS/VIEW内通过装配建立模型的虚拟样机模型;通过编写接触力计算子程序实现了轮齿啮合力的计算,结合脚本控制语句实现了变速换挡过程的仿真.     

升沉补偿装置虚拟样机协同设计及仿真分析

采用参数并行集成化方法设计深海采矿升沉补偿装置的虚拟样机，并进行了虚拟试验仿真研究，探讨协同设计在复杂机电系统中的具体应用，为深海开采系统总体设计提供设计理论参考。     

3-PUPU并联机构的运动学分析与仿真

目的对一种新型6自由度3-PUPU并联机构进行运动学分析和仿真,验证其是否具有良好的运动学性能。方法首先基于螺旋理论对3-PUPU机构的自由度进行分析,通过修正(G-K)公式对其自由度进行计算。然后利用雅可比矩阵,研究3-PUPU机构执行末端和各部件主要节点的速度和加速度的运动学参数。最后将Solid Works软件建立好的模型导入ADAMS软件中进行位移、速度和加速度的分析。结果通过ADAMS得到的各项参数的曲线都呈周期性变化,曲线并未出现突变点和断点,变化范围稳定。结论 3-PUPU并联机构的运动学性能良好,具有很强的可靠性。     

基于 ADAMS 的 3-UPRP 并联机构的运动学分析及仿真

目的对3-UPRP并联机构进行运动学分析和仿真,验证其是否具有良好的运动学性能。方法运用修正的G-K公式计算出该机构的自由度,并且利用D-H法计算3-UPRP并联机构的位置解,利用虚设机构法求出3-UPRP并联机构的一阶影响系数,利用ADAMS对机构进行位移、速度、加速度的分析。结果得到了机构的位置解以及仿真后的速度、加速度等图像,图像曲线都呈现周期性、有规律的运动,曲线未出现突变点和断点,变化范围稳定。结论该机构具有较好的运动学性能,在包装机械等领域有很好的应用前景。     

基于ADAMS的4 RUPaR高速搬运并联机器人轨迹规划与运动学仿真

由于并联机构的复杂性,通过理论计算分析机器人实际规划轨迹下的运动学性能是十分困难的．为了预测4 RUPaR高速搬运并联机器人机构在搬运轨迹下的运动学性能,在ADAMS中建立了并联机构的虚拟样机,对机构进行拾取放置轨迹规划和在规划轨迹下的正逆运动学仿真．通过分析仿真结果,预测机构在规划轨迹下的运动学性能指标,为机构优化设计、控制策略研究、规划轨迹优化和物理样机制造提供参考．仿真结果表明,规划轨迹设计合理,机构运动学性能良好．     

基于虚拟样机的火炮系统建模与仿真分析

根据地火炮的主要部件的连接关系,在分析了火炮拓扑结构的基础上,讨论了火炮各体的自由度。介绍了机械系统动力学仿真分析系统ADAMS,首次将其应用引入到武器装备研究领域,简述了Kane方法建模的步骤。结合Fortran语言编程,在ADAMS环境下建立了火炮虚拟样机,虚拟样机仿真和Kane方法对比结果说明了虚拟样机建立的可信性。最后,研究了驻锄刚度对火炮振动性能的影响,并展望了虚拟样机的应用前景。     

椭圆齿轮-槽轮组合机构的虚拟样机设计及仿真分析

目的建立椭圆齿轮-槽轮组合机构的虚拟样机,并对其运动学与动力学特性进行仿真分析。方法在Matlab中利用齿廓包络原理,计算得到椭圆齿轮齿面数据,将数据导入SolidWorks中建立椭圆齿轮三维模型,并利用Adams软件建立椭圆齿轮-槽轮组合机构的虚拟样机,最后将理论计算与仿真结果进行对比分析。结果仿真结果中的角速度与理论值基本一致,角加速度在理论值上下波动,总体来看理论分析是合理的。结论改进槽轮机构角加速度最大值比原机构减小了42.10%,最大应力降低了38.52%,证明椭圆齿轮-槽轮组合机构应用于高速运转情况是可行的。     

基于任务规划的机器人运动学分析与仿真研究

针对机器人在复杂任务场景中的运动学问题及工作可靠性的需求,提出一种基于任务规划的机器人运动学分析方法。首先,介绍了机器人的任务场景,阐述相应的机器人末端轨迹;其次,采用D-H参数法对机器人进行运动学建模,求解相应的正、逆运动学算法;最后,利用机器人操作系统(ROS)完成实体机器人任务规划工作。结果表明,该方法相较于用示教器控制机器人,更符合复杂任务需求,降低了机器人拖动示教的难度,具有较好的稳定性和准确性。     

电子花样机运动学与动力学仿真平台的开发

以某型电子花样机的挑线刺布机构为对象,进行运动学和动力学分析.开发了缝制设备中挑线刺布机构运动学与动力学仿真平台,得到该类机构的相关分析参数,为该类机构的设计提供依据.     

工业机器人运动学参数标定方法仿真

为解决工业机器人标定中存在的成本昂贵、专业性强等问题,提出了一种基于几何约束的工业机器人运动学参数闭环标定法.首先采用D-H模型与MDH模型相结合的方法建立运动学模型,解决D-H模型的奇异性问题.其次,用Matlab对该方法进行仿真,机器人末端执行器上模拟安装一个激光器,将激光瞄准观测平面上一正方形的四个顶点,得到较精确的关节角.最后,根据正方形的几何性质建立标定方程,利用最小二乘法求解参数误差.此方法操作简单,成本低,易于测量,可避免机器人基座标系的校准工作.根据仿真结果,工业机器人绝对定位精度提高了77.87%,从而验证了该方法的有效性.     

基于虚拟样机的定动瓣成穴机构仿真分析

利用虚拟样机技术在UG和ADAMS软件中建立了一种舵轮式定动瓣穴播器的虚拟样机,在ADAMS的用户界面模块、求解器模块和后处理模块中对穴播器的三维模型和力学模型进行了仿真分析,内容包括运动轨迹、成穴形状、穴孔大小影响因素分析、顺利投种条件等,得到了穴孔大小和穴播器可靠转速仿真数据。对仿真数据进行方差分析和正交试验分析,得到了穴播器结构和参数的优化设计方案,为物理样机的设计和制造提供理论依据。     

并联机器人技术分析及展望

近年来并联机器人的发展已成为机器人研究领域的热点之一,在某些方面它具有串联结构所无法相比的优点,因而扩大了机器人领域的应用范围。本文对并联机器人机构学、运动学、系统控制策略等关键技术做了概括性分析,同时还介绍了两种新型虎克铰链模型,为高精度并联机构的设计提供了有利条件。另外文中对并联机构研究的热点问题做了详细分析并提供了新的解决方向,如高精度点位控制策略、误差分析与补偿等。最后对目前并联机构的应用及发展趋势进行了阐述,并指出了我国现阶段并联机构产业化中存在的一些问题与挑战。