机构自由度公式的统一形式及其物理内涵

由于并联机器人机构的发展,最近十多年,提出了6种新的主要的机构自由度（DOF）公式.在简述这6种公式的结构与特点的基础上给出了这些公式的统一形式及其物理意义,以及DOF公式取得进展的原因;对基于约束螺旋系的统一形式的DOF公式,提出了DOF计算方法的改进建议,并给出两个实例;而基于运动分析的统一形式的DOF公式,只适用于不含非独立运动元素的机构,仅是具有一般性的基于方位特征集的DOF公式的特例.     

3-P／／R⊥4⊥R新型三维平移并联机构的工作空间及奇异性分析

主要分析了3-P／／R⊥4⊥R新型三维平移并联机器人机构的工作空间及奇异性。提出一种基于并联机构运动学逆解的并联机构工作空间极限边界数值搜索算法，给出了相应的计算框图，并得到了并联机构工作空间的形状。研究表明该机构具有较好的工作空间且在有效的工作空间内不产生奇异，是一种理想的三平移可选机型。     

一种机械系统动力学响应分析方法

 为了动力学响应分析的通用性及简便性,提出一种新的动力学响应分析方法.将机械系统分解成有序单开链单元,按其正序首先在约束度小于0的单元进行虚拟赋值,然后在其他单元依次进行运动分析,最后可得到维数最低的运动学方程.基于虚功原理导出动力学响应方程通式,对广义速度与广义加速度特殊赋值后通过序单开链法可求出响应方程的各系数,从而确定动力学响应方程.该动力学响应方程的维数等于机械系统自由度,形式简洁,便于求解,平面三自由度并联机构的实例表明了该方法的有效性.     

一种新型并联运动振动筛及其运动学研究与研制

提出了并联运动振动筛的新概念,设计了一种新型空间二自由度并联机构,固结于该机构运动平台的筛箱能产生一个独立的铅垂运动和两个转动(其中一个为独立转动,一个为衍生转动),筛面轨迹为空间复杂曲线,适合于高效物料筛分运动;建立了该机构运动学正逆解数学模型,根据振动筛分工艺要求,设计了杆件长度,并进行了相应的三维实体运动仿真;还导出了上平台各点运动轨迹方程,用MATLAB绘出了相应的轨迹曲线,为该机构工艺参数的进一步优化设计奠定了基础;最后研制了样机.     

机构自由度公式的基本形式、自由度分析及其物理内涵

对近十年提出的7种自由度(Degree of freedom,DOF)公式及其主要特点进行回顾。给出基于约束分析的DOF公式的统一形式与基于运动分析的DOF公式的基本形式。给出基于运动分析的DOF计算方法与基于约束分析的DOF计算方法。基于DOF公式,确定机构的拓扑结构特征,如机构的DOF、动平台的方位特征集及其维数、独立位移方程数、过约束度、冗余自由度,判定消极运动副与选取驱动副等。揭示DOF公式的物理内涵,即DOF公式表述了机构DOF、拓扑结构与运动方位特征三者之间的映射关系,而机构的拓扑结构和方位特征的运动过程不变性是构建这一映射关系的理论基础。     

基于Groebner基法的2RPS-1PPS并联机构位置正解分析

基于数学机械化思想,以Groebner基法对2RPS-1PPS并联机构位置正解进行分析,得到其位置正解最多为16解的结论,并给出数值算例。     

一种新型半对称三平移一转动(3T1R)并联操作手的运动学研究

基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论与方法,提出了一种能实现三平移一转动(3T1R)的2RRPaR+2RSS并联操作手机构.对该机构进行了结构特性分析,计算了其自由度及POC集,并得出其耦合度为2;依据该机构的结构特性及几何约束条件,采用二维搜索法对该机构的位置正解进行了求解,推导出了其位置逆解,并验证...     

3-P//R⊥4r⊥R新型三维平移并联机构的工作空间及奇异性分析

主要分析了3-P//R⊥4r⊥R新型三维平移并联机器人机构的工作空间及奇异性,提出一种基于并联机构运动学逆解的并联机构工作空间极限边界数值搜索算法,给出了相应的计算框图,并得到了并联机构工作空间的形状。研究表明该机构具有较好的工作空间且在有效的工作空间内不产生奇异,是一种理想的三平移可选机型。     

球面并联机构的结构降耦及其位置正解求解

基于一般结构的S+3-SPS球面机构的耦合度分析,通过动平台二球副重合的方法,使之结构降耦演变为0耦合度球面机构,并得到其位置正解的解析解;而对于k=1的一般结构的S+3-SPS,虚设一条支链使机构包含k=0的零耦合度机构,再在约束度为-1的支链上建立一个一元运动相容性方程,并采用一维搜索法求得全部正解数值解。这种基于耦合度分析的求解并联机构位置正解的程式化通用方法,易于实现计算机自动生成,并适用于其它含SPS支链并联机构位置正解的快速求解。     

平面高速冲压机构的摆动力完全平衡设计与计算

首先,对一单自由度平面八杆冲压机构进行降耦设计,使得该机构具有解析式位置正解;其次,运用团队提出的质量矩替代法,对该冲压机构进行了摆动力完全平衡设计与分析,得到机构摆动力完全平衡时各树枝构件的摆动力完全平衡条件;最后,基于该条件对机构平衡前后总质心轨迹、总惯性力进行了数值计算与仿真验证.结果表明,相比于平衡前,平衡后机...