基于螺旋理论对3-RPS并联机器人运动学分析及仿真

3-RPS型并联机构具有3个结构对称的支链形式,每个支链由一个转动副连接基座,一个球面副与动平台相连接,转动副与球面副由移动副所连接。采用螺旋理论对3-RPS型并联机器人自由度分析,采用反螺旋的方法建立约束雅可比矩阵、运动雅可比矩阵和完整雅可比矩阵,导出了动平台的速度到驱动关节速度之间的映射,从而计算出末端执行器的速度、加速度并进行奇异性分析。基于Matlab SimMechanics软件建立3-RPS型并联机器人仿真模型,进行运动学仿真对比研究,结果表明:动平台的实际输出变化与给定的参考值变化基本相符,验证了该建模方法的正确性。     

四自由度全柔顺并联机构刚度分析

利用动力学方程求出4 CRU型全柔顺并联机构支链的刚度,并用ANSYS软件仿真结果验证此种方法的正确性,为求全柔顺并联机构整体刚度提供了依据;本文基于4 CRU并联机构的运动特性,采用传统柔性并联机构的构成方式设计了具有全柔顺特性的新型4 CRU的全柔顺并联机构;利用动力学方程对全柔顺支链刚度进行计算;采用ANSYS软件建立4 CRU型全柔顺机构支链模型,并对其刚度进行仿真实验对比研究;仿真结果与计算结果基本上一致,验证了分析方法的正确性.     

3-RPC型并联精密定位机构设计与分析

文中设计了一种新型空间3-RPC型全柔顺并联精密定位机构并对其进行了仿真分析.基于螺旋理论对3-RPC型并联机构进行了构型分析,由各支链的运动螺旋求解出其反螺旋,通过得出的机构自由度进而对该机构空间几何约束条件进行了分析;结合并联机构及拓扑优化理论提出了该柔顺机构的优化模型,采用拓扑优化理论对全柔顺并联机构进行了优化设计,设计出一种不同于传统并联机构的新型全柔顺并联机构;建立了机构的三维模型并在ANSYS有限元分析软件中进行了静力学仿真验证.仿真结果表明,驱动该机构运行时其位移及应力分布合理,终端动平台能够达到微纳米级定位精度要求,从而验证了该设计的可行性和有效性.      

基于4-CRU全柔顺并联机构刚度分析

4-CRU并联机构有4条对称的CRU支链组,具有3转动1平移运动特性。基于4-CRU并联机构的运动特性,设计具有全柔顺特性的新型4-CRU的全柔顺并联机构,并对全柔顺支链刚度和动力学方程进行分析。实验采用ANSYS软件仿真结果表明:通过与计算的刚度进行对比,验证方法的可行性;为求全柔顺并联机构整体刚度提供依据;为超精密定位平台的精度研究提供帮助。     

3-RPS并联机器人位置分析及控制仿真

应用坐标变换法和封闭解法,基于3-RPS并联机器人位置分析,采用Matlab建立3-RPS型并联机器人仿真模型,给定不同状态下的参考输入,通过合理设置PID控制器各项参数进行运动学仿真比较.仿真结果表明：在不同的参考输入的条件下,动平台的位置变化几乎相同,实现了PID控制调平作用,驱动杆实际输出与参考值的偏差在允许范围内波动,控制效果明显,为研究基于并联机器人自动调平提供参考.