并联机床工作空间分析及实时运动仿真的研究

根据哈尔滨工业大学研制的第一台并联机床设计图纸,按照其结构尺寸,动平台的姿态要求及并联机床的几何约束,以刀头点为基准计算出该并联机床的工作空间,利用VC＋＋调用OpenGL图形函数对机床各部分零件进行参数化实体造型;然后按照各零件之间的装配关系进行实体装配,并经过渲染形成具有真实感的,参数化的并联机床实体造型。根据给定刀头点的轨迹和轨迹上各点对应刀具轴线矢量（一般为曲面上点的法 矢）,采用逆解的方法,实时,动态地显示出并联机床的工作过程,同时检查各几何约束条件。     

基于约束的4自由度并联机床的可达工作空间分析

针对一种新型的4—DOF并联机构的结构特点，采用基于逆解计算的网格法对其工作空间求解的算法进行了详细的分析，并利用Matlab编制了相应的程序，以Matlab图的形式描绘了几种情况下的工作空间区域，并对此进行了分析。     

基于工作空间和灵活性的并联机床结构参数优化设计

分析了 6SPS型并联机床仿五坐标机床加工工作空间的要求,将满足工作空间要求的机床参数设计问题归结为五变量优化问题.以并联机床工作空间的灵活性为指标,采用遗传算法进行求解。运用该法可确定主要的机床参数,为机床的总体设计提供依据     

一种改进型三平移并联机构的工作空间与运动灵活性分析

根据Delta机构的结构,设计提出了一种改进型三平移并联机构。在位置逆解的基础上,讨论了机构输入与输出速度关系的逆雅可比,并进一步对该并联机构作业空间的几何性质、机构的运动灵活性进行了分析,给出了几何参数变化对机构作业空间及运动灵活性的影响规律。分析表明,该机构具有几何形状规则的作业空间及较好的运动灵活性,是一种较为理想的实现三维移动的并联机构机型。     

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。     

Hexaglide并联机床工作空间研究

对一种Hexaglide并联机床进行了工作空间分析。考虑了连杆干涉、杆长以及关节运动副转角限制,以及并联机床的奇异位形对工作空间的影响,采用函数求导的方法求出了相邻连杆中心线的最短距离,缩短了干涉检查的计算时间,并采用matlab软件对并联机床工作空间进行了绘制。     

一种新型并联机构2-RPU/UPU位置逆解及工作空间分析

根据并联机构2-RPU/UPU独特的结构布局,该机构为过约束并联机构,在Pro/E中建立机构的三维模型,应用螺旋理论对机构进行自由度分析,得到动平台的运动规律,通过机构空间坐标变换求得该机构位置逆解表达式,最后采用MATLAB中Simmechanics工具箱编程求解机构的工作空间。     

激光加工用三平移并联机床的分析与研究

设计与研究了一种用于激光加工的三平移并联机床。介绍了并联机床的组成及部件间的连接关系。通过应用并联机构拓扑结构理论对并联机床的自由度进行了分析,得出其自由度输出为三平移。通过建立杆长约束方程,得到并联机床机构的运动学位置逆解方程。应用几何法对并联机床工作空间进行了分析与求解,并得出工作空间与机床机构参数之间的关系。通过建立并联机床的几何参数误差模型,得到机床动平台的输出位置误差,进而为并联机床生产和运动控制提供理论依据。     

一种新型四自由度并联机构的工作空间分析

新型四自由度2PUS-2PRS并联机构适用于搭建大型结构件的高速铣削装备。工作空间分析是其参数设计的基础。在分析该机构拓扑特性的基础上,首先运用矢量法构建了其位置逆解的解析表达式;并采用几何包络面理论,导出该并联机构工作空间受限的约束集合;进而通过数值求解,得到其定姿态工作空间截面面积与姿态角的变化规律。     

一种并联机床约束机构参数对工作空间的影响分析

以一种3-UPS并联机床为研究对象,研究了此并联机床工作空间的特点,并分别分析了约束机构各杆长度变化和各关节转角范围变化对工作空间形状的影响情况.通过研究其约束机构的结构参数对机床工作空间的影响所得的结论,对于确定此并联机床的工作空间形状,以及根据工作空间的大小进行机床的结构尺寸设计都具有重要意义.     

3－TRS型关联机器人的几何特性分析

本文根据３－ＴＲＳ型机器人的结构特点，分析了它的工作空间，灵活性，奇异位形等几何特性。     

3－TRS型关联机器人的几何特性分析

本文根据３－ＴＲＳ型机器人的结构特点，分析了它的工作空间，灵活性，奇异位形等几何特性。     

Obtaining configuration space and singularity maps for parallel manipulators

The aim of this paper is to describe a general methodology to obtain the entire set of positions that a parallel manipulator can reach and the workspace regions where the robot is controllable. The workspace is computed using a hybrid analytical-discrete procedure. Next the singularity maps are traced by carrying out a kinematic analysis of the positions obtained. To perform the latter a systematic method has been introduced to obtain the corresponding Jacobian matrices. The result of the whole process is the computation of singularity-free workspace regions, associated with certain working and assembly modes. After that, strategies to enlarge the accessible space are easier to plan and implement. This methodology is based on disassembling the manipulator into a mobile platform and a set of kinematic chains.     

新型三自由度并联机构工作空间分析

随着并联机构技术的发展,少自由度并联机构由于具有结构相对简单,控制容易等优点,逐步成为机构学领域新的研究热点,在工业领域有着广阔的应用前景。针对并联机构工作空间较小的特点,对一种新型三自由度并联机构进行研究。该机构的工作空间对称分布于定平台的两侧。在分析其结构特点的基础上,推导出其位置反解方程。根据约束条件,采用数值方法绘制出工作空间的三维立体图和Z截面上的边界图。并定量分析了机构设计参数对工作空间大小的影响。     

Formulating Jacobian matrices for the dexterity analysis of parallel manipulators

The condition number of the Jacobian matrix has been commonly used in determining the dexterous regions of a manipulator workspace. This has been successful when applied to manipulators having either solely spherical or solely Cartesian degrees of freedom. However, for manipulators having a mix of both rotational and translational degrees of freedom, i.e., complex degree of freedom manipulators, the condition number of the Jacobian matrix may not be used due to dimensional inconsistencies with its elements. This paper furthers earlier work introduced in obtaining a Jacobian matrix which may be used to determine the dexterity of parallel mechanisms regardless of the number and type of degrees of freedom of the mechanism. The result of the method introduced in this paper is a dimensionally homogeneous Jacobian matrix mapping m actuator velocities to n independent end effector velocities. In the typical case where m = n, the Jacobian matrix is also square. As opposed to earlier works, the singular values of the Jacobian matrix obtained here have an evident physical significance. Furthermore, the ratio of the maximum and minimum singular values, i.e., the condition number may be used to measure the dexterity of the manipulator at a given pose. To illustrate the concepts introduced in this paper, the 3-PRS manipulator is analyzed.     

Design procedure for cuspidal parallel manipulators

In the design of parallel manipulators, a major problem is their reduced operational workspace. This is mainly due to the existence of a complex singularity locus within the workspace. The singularity-free workspace therefore corresponds to only a fraction of the potential workspace, and dimensioning the manipulator is intended to optimize such singularity-free workspace. The singularity locus often divides the workspace into isolated volumes according to assembly modes and working modes. As a result, it is common to restrict the operational space to a simple geometric shape inside a singularity-free workspace. However, it is well known that appropriate motion planning can make the most of a more complex workspace by means of transitions between working mode and/or assembly mode. In this paper, the authors obtain the locus of cusp points in the joint space entity, which will permit non-singular assembly mode changing in cuspidal manipulators. Making use of such entity, the optimum dimensional parameters are obtained which increase the possibility of non-singular transitions while obtaining a maximal, regular-shaped workspace.     

CO2 laser cutting of stained glass

This paper covers the CO₂ laser cutting of stained glass using a Ferranti MF400 CNC laser cutting machine. The report examines the various laser cutting parameters required to generate a cut surface in glass which will require minimal post-treatment to be carried out, and also investigates the degree of geometrical intricacy that can be attempted, together with the associated limitations, in cutting 2D glass components. The experimental procedure used to obtain the necessary information for a preliminary database on the laser cutting of stained glass is also detailed. Finally, the implications and applications of the investigative work are examined for commercial situations through construction of a simple 2D test artefact.Notation f pulse frequency (Hz) - k thermal conductivity (W/mK) - P laser beam power (W) - Pl pulse duration (10^–5 s) - Pr pulse ratio - Ps pulse separation (10^–5 s) - P shield gas pressure (bar) - R _a surface roughness (m) - t _s substrate thickness (mm) - V cutting speed (mm/min) - V _opt optimum cutting speed (mm/min) - w kcrf width (mm) - angle of deviation (deg.) - wavelength (m) - d perforation depth (mm)     

3-DOF SMLT并联运动学机器的工作空间解析研究

针对 SML T并联运动学机器的结构特征 ,将闭式并联运动学机器分解为三个开式子链 ,基于解析几何理论和微分理论 ,分别研究其子空间 ,找出子空间的边界解析式。然后求三个子空间的交集 ,得到 SML T并联运动学机器工作空间的不规则几何形状 ,再进行圆整 ,由此创造性地提出 SML T并联运动学机器的圆台工作空间理论 ,并推导出圆台工作空间的边界解析式 ,最后通过数值算例验证该法的有效性。突破了此类并联机床工作空间求解困难的瓶颈 ,可有效地指导 SML T并联运动学机器的设计和优化     

高速切削加工技术在数控机床中的应用

阐述了高速切削加工技术在数控机床中的应用现状,对比国际和国内的区别,高速切削机床的要求及其特点,发展趋势.     

一种两自由度并联机床平台机构及其运动学分析

提出了一种新型的两杆两自由度并联机床机构 ,介绍了其机构的组成 ,推导了运动学正反解计算公式 ,并给出了雅可比矩阵及其工作空间的分析。为两自由度的平面加工设备提供了设计和控制的理论依据。