采用配重法分析3-PRS并联机床静态平衡

配重法分析3-PRS并联机床的静态平衡问题,验证其优缺点。首先设计了平衡机构,动平台通过平行四边形伸缩机构平衡,其它三杆分别通过三个配重滑轮机构进行平衡。分析了并联机床各运动构件的质心,推导出了驱动杆质心和动平台的质心的方程表达式,通过平衡分析和算例得出,可以实现机床在整个工作空间任意位姿下驱动杆均不需要输出关节力克服机床重力。最后利用ADAMS仿真软件对施加配重的并联机床仿真验证,证明了理论分析是正确,配重法不需要对机床进行维护,并可以完全实现并联机床的静平衡。     

基于Stewart平台的六轴并联机床的研究

分析了国内外并联机床的研究现状,并阐述了并联机床相对于传统机床的优势。从总体上介绍了研究并联机床所涉及的主要内容。基于Stewart平台模型,提出改进的运动平台机构;根据平台初始位姿和目标位姿,通过逆向解法,计算杆件的伸缩长度;借鉴成熟控制算法,基于“PC＋运动控制卡”控制系统,设计控制规则,综合逆向求解参数,编写控制系统程序代码。     

五自由度并联机构正解新数值算法

以五自由度并联机构为研究对象,提出一种新的并联机构正解数值算法。新算法以一组随意的平台位姿参数作为迭代初始值,根据并联机构杆长特征对动平台位姿参数进行反复校正,直至得到所需任意精度的机构正解。用新算法和传统Newton-Raphson数值迭代法分别对五自由度并联机构正解进行求解,参照Pro/E机构分析中测得的数据,分析对比两种算法求解误差、计算时间、迭代次数,总结出新算法,具有求解思路清晰,计算量小,收敛速度快,且算法收敛性对迭代初始值敏感度低等优点,有利于并联机构实时控制。     

S-RPS-SPS并联机构稳定平台的运动学分析

舰船在海上会受到海浪、海风以及气流等环境影响,从而导致原本需要在稳定环境下工作的器材受到严重干扰,如起吊平台、雷达信号捕捉等。针对以上问题,提出了S-RPS-SPS并联机构稳定平台,该平台可以实现绕X轴横滚角的旋转以及绕Y轴俯仰角的旋转,从而间接消除船体在这两轴上的转动。在SolidWorks软件中建立该并联机构的模型并验证了自由度;选择位姿逆解的方法计算出两条驱动杆长度与动平台位姿角度之间的关系式,在该机构的动平台旋转角度和驱动杆伸缩长度范围内输入不同的角度,得到两组数据,对比了其误差;把计算公式、旋转角度范围以及坐标在Matlab软件中通过算法进行仿真,验证了动平台位姿的准确性。仿真结果表明,该机构在运动学方面的精度和可靠性都得到了很好的保证。     

基于绝对节点坐标法的平面3-RRR并联机构动态特性研究

平面3-RRR并联机构的柔性杆在运动过程中产生的柔性变形会影响机构的输出精度。基于绝对节点坐标法,建立含有柔性杆、刚性动平台的平面3-RRR并联机构刚柔耦合模型,对并联机构的动态特性进行研究,获得并联机构各时刻的位姿和动平台质心运动轨迹。结果表明,柔性杆的弹性变形使动平台不能按照预期的轨迹运行。建立柔性杆局部坐标系,得到了柔性杆中点处挠度值,发现主动杆的弯曲变形远大于从动杆,柔性杆对机构输出精度的影响主要由主动杆产生。仿真结果可以为机构的设计和优化提供理论依据。     

并联双三角机构精度分析

并联双三角机构是Stewart平台的一种特殊型式。由于其结构的特点 ,直接精确测量该机构的结构误差有一定困难。文中采用一种有效的误差正解分析方法 ,分析包含球铰、驱动杆长在内的全部结构参数误差以及平台半径的变化对主轴端位姿误差的影响。应用这种误差正解方法可定量地确定结构参数设计精度 ,并能找出特定位姿下的敏感结构参数。为这类并联机器人的设计、制造及装配提供了一种有效的途径     

6-5平台型并联机构的位置正解分析

空间并联机构的位置正解是已知并联各杆的长度确定末端平台的位姿。以6-5平台型空间并联机构为研究对象进行位置正解分析,使用方向余弦矩阵,建立数学模型,给出了约束方程,经过一系列的代数推导,应用结式消元,导出了一元20次方程,最终求得40组解。通过数字算例,验证了40组解都是正确的,表明了6-5平台型空间并联机构的正解数目是40。     

基于调整步长牛顿法的Stewart并联机构位置正解

针对采用牛顿或拟牛顿迭代算法求解Stewart并联机构接近奇异位姿的位置正解时存在计算结果不收敛以及采用牛顿下山迭代算法求解时间较长的问题,提出了将调整步长牛顿法应用于并联机构位置正解。首先设计基于调整步长牛顿法的Stewart并联机构位置正解流程;然后,采用遗传算法以步长矩阵初值及等比参数为变量,以Stewart并联机构64种极限位姿正解所需迭代步数为目标,得到步长矩阵初值及等比参数最优值。通过数值算例,设置机构杆长绝对误差为0.01mm,对64种极限位姿进行正解,牛顿法与拟牛顿法共6种位姿正解不收敛;牛顿下山法10种位姿正解时间大于2.0ms;调整步长牛顿法正解时间均小于2.0ms。调整步长牛顿法为Stewart并联机构位置正解的实时应用提供了理论指导。     

基于Pro/E的并联机床实体建模

分析三杆并联机床机构.利用Pm/E实体建模对三杆并联机床进行了特征建模.设计虎克铰、动平台、静平台、伸缩杆及驱动杆的结构.结合Pro/E的机构约束条件对三杆并联机床进行模拟装配,从而得到虚拟样机实体模型.     

6-THRT并联机器人的误差模型研究

针对Stewart平台式的6-THRT型并联机构的研究,提出了一种中心轴测量模型。采用一般工业机器人位姿误差分析法,建立并联机构的误差模型,并结合单杆固定法来获取末端位姿信息,该模型包含了杆的制造、安装及铰链的位置安装等几何参数误差。通过Matlab软件进行仿真运算,分析了影响末端位姿的主要误差源。该研究为并联机器人的误差补偿提供了一定的理论依据。     

基于D-H矩阵的2-RPaRSS并联机构位姿误差建模与补偿

针对4自由度2-RPaRSS并联机构,利用D-H变换矩阵法建立了机构运动学及单条支链的位姿误差模型,并由此得到了机构基于各运动副误差(制造误差、安装误差、磨损误差等)的动平台位姿误差模型;运用该误差模型对2-RPaRSS并联机构的进行了误差分析和计算,给出了机构驱动角对动平台位姿误差的影响情况;同时建立了单支链的误差辨识模型,并由NSGA2算法求得了各误差的近似最优解,通过误差补偿使并联机构的位姿精度得到明显提高。     

并联机构大范围收敛高效正解法

为提高并联机构正解的效率,以3-RPS并联机构为例,讨论了牛顿迭代法直接用于正解算法的不合理性,并基于牛顿型下降程序,提出一种求解并联机构位置正解的高效解法。该方法通过调整松弛因子,求解并联机构位姿方程的微分初值问题,通过引入符合工作空间的有效约束条件,求出指定杆长动平台的正确位姿。仿真结果表明,该方法摆脱了初值约束,算法具有全局收敛性,且计算速度快,结果准确可靠。     

基于改进粒子群算法的并联机器人运动学精度提高新方法

针对并联机器人在基于给定工作任务进行轨迹规划过程中,存在因机构误差引起的期望轨迹与理想轨迹之间的偏差,由此造成并联机器人运动学精度降低的问题,提出了一种并联机器人运动学精度提高新方法。首先将连续工作任务离散化为满足精度要求的若干理想位姿点,在建立并联机器人位姿误差模型基础上,将机构误差项转化为驱动杆误差;基于种群排列熵模型和粒子速度激活机制改进了粒子群算法,并利用改进的粒子群算法组合优化驱动杆参数,补偿并联机器人位姿误差,进而修正期望轨迹以提高并联机器人运动学精度。通过MATLAB和ADAMS仿真验证了所提出方法的可行性和有效性。     

核主泵螺栓检测装置的环形轨道平台位姿调控并联机构综合

主泵中空法兰螺栓在线检测装置轨道平台作为整个装置的运行基准,其位姿调控是实现精准超声检测的核心技术;将装置末端超声探头定位、倾摆、偏航误差映射为轨道平台的几何形态误差;提出基于形位测度思路的轨道平台调控机制。即将环形轨道、主泵筒体映射为并联机构的动、静平台,轨道平台与主泵主体六自由度相对位姿调控过程分解为具有几何意义的水平度、同心度有序调节过程;基于方位特征理论构型组合方案,综合出对应水平度调节的一平移两转动(1T2R)并联机构及同心度调节两平移一转动(2T1R)并联机构构型。所综合并联机构构型确保了轨道平台安装调整过程具有可调性、解耦性,其研究思路及可操作性设计方法可为多自由度调节机构设计提供思路。     

滚动关节轴承摩擦力矩检测装置设计及运动分析

设计了滚动关节轴承摩擦力矩检测装置,该装置包括移动平台和具有3个转动自由度的并联机构,其中并联机构由3条结构相同的SRRR驱动支链和1条从动S支链组成.根据几何学和机构学原理建立了并联机构各杆件空间位置关系,得到机构输入、输出位姿,速度和加速度关系;根据机构尺度参数计算机构运动平台姿态角运动范围;通过改进粒子群优化算法...     

一种新型3-PRS并联机构的位姿误差分析

针对一种新型3-PRS并联机构的3个基座位置可调、工作空间可变的特点,分析该机构的末端位姿误差,提出了采用几何解析法求该机构的运动学正解,进而推导出动平台末端位姿误差的分析方法,并运用软件仿真3个基座在不同位置时的动平台末端位置和方向。结果表明,3个基座在取不同参数时,末端的位姿误差有明显变化。此研究对该新型3-PRS并联机构的误差补偿提供了有益指导。     

一种并联机器人误差综合补偿方法

针对并联机器人轨迹规划和轨迹跟踪过程中,同时存在机构误差引起的期望轨迹与理想轨迹之间的偏差和非线性摩擦、负载变化等扰动因素引起的动态误差,提出一种并联机器人误差综合补偿方法:在轨迹规划过程中,基于并联机器人位姿误差模型将位姿误差补偿转化为驱动杆参数组合优化问题,进而利用粒子群算法寻优驱动杆参数,修正并联机器人期望轨迹;在轨迹跟踪过程中,设计基于自适应迭代学习控制算法的动态误差补偿策略,实现对期望轨迹的有效跟踪。在Stewart平台下基于ADAMS和Matlab进行仿真试验,在轨迹规划和轨迹跟踪过程中,分别修正期望轨迹偏差并补偿轨迹跟踪动态误差,实现并联机器人误差综合补偿。进一步,基于混联机床进行工件加工试验,验证方法对于提高并联机器人工作精度的有效性。     

6-THRT并联机构试验平台的受力分析

研究对象为一种载荷试验平台,主要采用的是一种对称6-THRT的并联机构。对其进行了位置分析,从而确定支杆位移与平台位姿参数的关系,利用matlab软件对该机构在整个工作空间表面进行静力学逆解仿真分析。任一杆件在工作空间的每个点都对应着一个力的值,给定动平一个载荷,来研究各支链杆的受力变化情况。为该机构的支链驱动设计和电动缸的选择提供了依据。     

轨道平台位姿调整的多模式2R2T并联机构设计

环形轨道平台作为核主泵中空法兰螺栓在线运维装置的运行基准,其位姿快速精准调整是保证中空螺栓缺陷高效检测的核心技术。从几何形位、力平衡两个视角分析环形轨道平台的位姿调整需求,基于方位特征集理论,巧妙利用同轴共面U-U构型,综合出新型多模式2R2T冗余并联机构,其可通过变模式实现水平度(平面两轴旋转2R)和同心度(平面运动2T1R)的3R2T位姿调整;分析了2R2T机构运动模式切换机理,以刚化支链运动副及改变支链位姿实现运动模式的切换;以SPS冗余支链实现轨道平台支撑,保证机构调姿时力平衡及力操作。阐述了环形轨道平台位姿有序调整步骤;真空吸盘与支链运动副和末端快速夹具形成了期望柔顺支链模块,实现机构支链快速安装、切换和拆卸。     

一种索杆混联机构的精度分析

以索杆混联机构为研究对象,在Unigraphics NX中建立了1T2R三自由度索杆混联机构的模型。在运动学逆解方程的基础上,根据并联机器人微分理论建立了该索杆混联机构动平台位姿误差数学模型。利用MATLAB软件全面分析了索杆混联机构的结构参数和输入参数对动平台位姿误差的影响。结果表明:3条柔索的长度对末端动平台输出位姿误差影响最敏感,在设计和制作试验样机时需要精确控制。