基于共轴球面并联3RRR机构的手腕康复装置研制

针对中风患者腕部运动功能障碍及康复训练问题,提出了一种基于共轴球面并联3RRR机构的手腕康复装置.该装置由3个电机驱动,末端执行机构能够实现球面运动,以模拟手腕3自由度复合运动,实现手腕康复训练.为了达到紧凑性设计的目的,采用了三轴共轴球面并联机构和同步带传动的设计方案.在此基础上,建立手腕康复装置运动学数学模型,获得了电机输入角度与末端执行机构输出位姿之间的关系;并确定康复装置的工作空间:绕X轴旋转最大角度为32°,绕Y轴旋转最大角度为37°,绕Z轴全周旋转.最后,加工出实验样机进行实验验证.结果表明,该装置运转平稳,工作空间内不存在卡死现象.     

基于三通比例减压阀的恒减速制动性能研究

针对矿井提升机在恒减速紧急制动过程中存在的安全稳定性问题,提出了基于三通比例减压阀的恒减速制动系统,研究了提升机在紧急制动工况下的动态特性.在RecurDyn中考虑各部件的约束及接触,建立了提升系统的动力学模型;在Simulink中建立了三通比例减压阀的动态模型,在此基础上搭建了刚柔耦合的恒减速紧急制动联合仿真模型;通...     

球面手腕康复机构逆运动学解新方法及应用

针对球面手腕康复机器人的末端执行机构——共轴3RRR球面并联机构(CSPM)存在逆运动学解不完整性或无解析解的问题,提出基于欧拉角的逆运动学分步求解方法.根据共轴球面并联机构的特性,可以将CSPM姿态欧拉角分解为绕Z轴和绕X、Y轴旋转的2个子姿态,求解绕X、Y轴旋转子姿态逆运动学解的集合.选取每个关节逆运动学解集合中的较小值,与绕Z轴旋转的角度相加作为CSPM逆运动学解,利用CSPM正运动学验证了所提方法的正确性.在真实手腕运动范围的基础上,以无连杆碰撞点和无奇异位形为约束条件,使用所提方法求解手腕康复装置的实际姿态空间.在实际的姿态空间内,将提出的逆运动学求解方法与单位四元数相互转换,将单位四元数插补应用于CSPM运动规划中,理论计算结果与试验结果均为光滑的轨迹曲线,两者误差的最大值不超过2.5°.