RGRR-Ι构造混联6R机器人

新型并联双自由度转动关节(RGRR-Ⅰ)活动构件少、工作空间大,利用RGRR-Ⅰ构造混联6R机器人可以实现高刚度、大工作空间、机构紧凑等。提出混联机构的求解新方法,即建立少自由度并联机构的运动坐标参数与机构运动输入参数之间的关系,把混联机构的求解转化为各少自由度并联机构的求解和运动坐标参数之间的串联求解,降低了求解难度,可以方便地推导出位置的正解和反解。此方法对其他混联机器人的运动学分析有借鉴作用。     

基于ACR9000的模拟运动平台控制软件的开发

针对某混联机构模拟运动平台的控制要求设计了一套软件系统。该软件利用电子凸轮控制模式实现对机构高速的、大振幅的往复运动控制,同时利用多媒体定时器实现以1ms为周期的数据采集。采用面向对象的设计思想,根据控制系统要实现的功能,对系统控制软件进行了模块划分,并给出了控制软件几个关键技术的实现方法。     

混联仿生机器狗构型研究

仿生机器人研究是机器人学研究的热点之一,由于多年的进化,生物的各关节运动一般难以用机械结构完全实现。为克服目前仿生机器人普遍存在的刚度低、肢体功能弱等不足,以机器狗为研究对象,结合狗的基本行为特征和各关节的生理结构,将各关节的主要功能进行排序,并提出重要性/权重法作为机器狗设计中简化各运动关节的依据;据此分别运用并联双自由度转动机构RGRR-Ⅰ、RGRR-Ⅱ以及单自由度转动机构设计机器狗的各关节,并构造出24自由度的混联机器狗。所设计的混联机器狗具有结构简单、制造容易、刚度强、控制便捷、肢体运动灵活等优点。此研究思路和方法,对其他类型的仿生机器人设计有借鉴作用。     

一般并联机构的刚度范围分析

并联机构的雅可比矩阵表示机构输入速度和输出速度的线性关系。根据刚度的定义,利用虚功原理,可以导出并联机构关节力与相应的广义操作力之间的关系,进而推导了一般并联机构在某位姿时刚度的标量指标。同时确定出此时并联机构刚度的范围。接着以两种常见的一般并联机构为例,比较了它们在相同位姿时的刚度,为并联机构的构型设计和优化提供了依据。     

运用RGRR—Ⅰ并联机构构造混联机床的研究

混联机构兼有串联机构工作空间大的优点,又有并联机构刚度大的特征;少自由度并联机构的创新是研究混联机构的关键.提出一种基于新型并联双自由度转动机构(RGRR-Ⅰ)基础上的混联机床,其中RGRR-Ⅰ机构的特点为:仅有三个活动构件;工作空间大;可以实现绕固定坐标系Z轴的摆动,幅度为-90°～90°,以及绕摆动轴X1轴360°的转动.运用RGRR-Ⅰ机构构造混联机床,具有刚度高、工作空间大、结构紧凑等优点,通过制造样机,验证了上述结论.     

一种电子皮肤的触觉传感性能研究

皮肤是人类感知外界信息的重要器官,人类通过皮肤产生的触觉感来判定环境变化,从而做出相应的反应。该文以聚偏二氟乙烯(PVDF)为主材料,设计制备了液体芯PVDF压电纤维、电子皮肤柔性触觉传感器。为了测试该电子皮肤的触觉传感性能,实验以推力计施加压力,使压电纤维发生形变,则电荷改变。通过机器学习误差逆向传播(BP)神经网络算法、分类学习对数据训练,即可通过6根纤维的信号大小来判断压力的大小及位置。其中BP神经网络的回归分析图中回归系数(R)值为0.87,分类学习中接受者操作特征曲线(ROC)下的面积(AUC)为1。结果表明该电子皮肤灵敏度高,对于力的捕捉精确。     

渐开线弧齿圆柱齿轮及其啮合特性

阐明了渐开线弧齿圆柱齿轮的主要几何参数，利用微分几何理论推导出渐开线弧齿圆柱齿轮的齿面方程、共轭齿面方程以及齿轮副的啮合线、齿面接触线表达式，并通过计算机编程对弧齿圆柱齿轮的齿面、共轭齿面、啮合线及齿面接触线实现图形绘制，直观地揭示了弧齿圆柱齿轮在传动过程中的啮合特性。渐开线弧齿圆柱齿轮具有较长的齿面接触线和较大的啮合重合度，齿轮副啮合平稳性好。     

并联机器人动力学建模及任务冗余优化

运用凯恩方法,以并联机器人动平台参考点的广义速度为系统的伪速度,在任务空间建立并联机器人的高效动力学模型.在此基础上,利用动力学模型中加速度项对具有任务冗余的并联机器人的驱动关节力进行优化.同时,根据并联机器人固有的结构特点,利用任务冗余的位形自由度,优化并联机器人的力传递性能,从而达到优化驱动关节力的目的.可以根据不同的情况选用合适的优化策略.     

基于摆线齿轮外啮合原理的齿面研磨设备研制

摆线齿轮作为机器人用精密摆线减速器的核心零部件,其齿面的表面粗糙度要求达到Ra0.4μm,甚至更高,常规的磨削加工很难稳定地满足这一技术要求。根据摆线齿轮外啮合原理,研制了一种摆线齿轮齿面研磨设备,实现了摆线齿轮齿面的快速研磨加工。通过加工对比实验,证明了使用该研磨设备可显著提高摆线齿轮齿面的表面粗糙度,满足精密摆线减速器的要求,并可在一定程度上延长摆线齿轮的使用寿命,降低摆线齿轮运动时产生的噪声。     

基于混联机构的多自由度风洞动态试验平台运动学研究

风洞实验平台要在动态模拟飞行实验的同时实现闭环实时控制,首先需要解决的是并联机构正反解问题,其次是并联部分与串联部分的耦合关系.在混联机构运动分析的基础上,可以进一步分析机构的动力学特性.在牛顿修正迭代法的基础上,利用Matlab数学工具,建立机构的正反解模型,并通过改变混联机构的位置参数,可以得到并联部分相应的位置正反解,并推出并联与串联之间的配合关系的方程组,将并联部分和串联部分统一起来.