两自由度可控闭链机构系统运动实施

以两自由度可控闭链机构系统为研究对象,对此类机构的运动进行了分析,研究了机构在其运动空间内给定轨迹的实现方法,并以此类机构在工程机械中的应用为实例,给出了此类机构系统运动实施的协调运动控制硬件架构原理,为此类机构的运动控制软件架构提供基础。研究结果对此类机构的动力学分析、振动控制及其在工程中的推广应用具有实际意义。     

一种新的机器人动力学算法

本文在文献的基础上,对自行推导的基于凯恩方程的机器人动力学递推算法作了进一步改进和完善。改进后的算法很易于计算机实现,而且不仅适用于全旋转关节机器人,也适用于既含旋转关节又含移动关节的机器人,还可以不经拆链就能较方便地解决含有闭链结构的机器人动力学问题。本文将该算法与传统的几种动力学算法在计算效率方面进行了比较。     

含移动副的平面四杆闭链中转动副的整传性—与黄小平老师商榷

含移动副的平面四杆闭链中转动副的整传性──与黄小平老师商榷常勇，马喜川（黑龙江商学院）在机构学中，运动链是一个非常重要的概念。晚前，黄小平［‘１对含有移动副平面四杆闭链中转动副的整传性作了讨论，从而进一步丰富和发展了这方面的研究成果。但是，学习、消化...     

星面探测仿生弹跳机器人设计、仿真及实验

基于袋鼠的跳跃运动机理和齿轮—五杆组合机构,设计了一种用于星面探测的小型间歇式弹跳机器 人．提出了仿袋鼠结构、运动形态及产生非线性弹跳动力的闭链机构的弹跳模型．采用D-H 法建立了机器人运动方 程,并对其跳跃运动步态、仿生运动特性和弹跳效率进行了分析,给出了该机器人设计的整体结构．运用ADAMS 软件对机器人进行动力学建模与全过程运动仿真,验证了该闭链仿生弹跳机构及其运动的有效性,较大幅度提高了 弹跳机构对能量的利用率,其效率可达70%,避免了弹跳机器人提前起跳．最后设计制作了弹跳机器人原理样机, 并进行跳跃试验．试验结果表明：样机试验与仿真结果基本是一致的;1.4 kg 的弹跳机器人跳远度为813 mm,跳高 度为471 mm,从而解决了利用微小电机驱动机器人实现弹跳运动的问题．     

一种新型分岔并联机构的多自由度模式分析

提出一种全新的分岔单环闭链构型URRC,这种单环闭链具有两种自由度模式。将串联支链PRRP与分岔单环闭链组合成混联支链,利用3条混联支链连接动平台和定平台,得到了一种分岔并联机构。通过对单环闭链不同模式的组合,得到3T3R、3T、2R1TⅠ、2R1TⅡ、1R2T共5种自由度模式的并联机构,并用螺旋理论分析证明了分岔并联机构具有的5种自由度模式的正确性和驱动选取的合理性。     

基于CPG的沙漠蜘蛛机器人多模式运动控制方法

模仿具有多种运动模式的沙漠蜘蛛,设计了本体为双层六杆5R闭链机构的仿蜘蛛机器人,其中16个主动关节由直流伺服电机控制．提出了基于Hopf振荡器的中枢模式发生器（CPG）运动控制模型,用于实现仿蜘蛛机器人的翻滚、爬行、侧滚等多种运动模式以及步态切换．利用Matlab和ADAMS对仿蜘蛛机器人的多模式运动进行动力学仿真,结果表明机器人可实现连续平稳的翻滚、爬行、侧滚运动,验证了CPG仿生控制方法应用于闭链机器人多模式运动的可行性．     

冗余驱动闭链弓形五连杆动力学建模与优化

研究了冗余驱动闭链弓形五连杆动态翻滚过程中驱动力矩协调分配的问题。建立了闭链弓形五连杆运动学分析模型,分别对驱动杆件和约束杆件的速度、加速度进行分析,得到各杆件的加速度矩阵和角加速度矩阵,进而得到各杆件的合力及力矩,从而获得该机构的牛顿-欧拉动力学方程。采用伪逆法对各驱动力矩进行协调分配,使瞬时驱动力矩2范数最小。给定机构动态翻滚过程的关节轨迹,分别计算非冗余驱动和冗余驱动方式下的驱动力矩,计算结果表明,冗余驱动方式可以显著减小最大瞬时驱动力矩。     

指数积方法在空间机构运动分析中的应用

介绍了指数积方法的原理，以及它在空间闭链机构运动分析中的应用。研究表明，用这种方法来进行空间闭链机构的运动分析，可以大大简化其计算过程，并具有简单易懂、通用性好等优点，在复杂空间机构的运动学和动力学分析中，有很大的应用潜力。     

含运动分岔闭链的多运动模式并联机构

为了探究变自由度可伸展机构、多轴联动多面加工机床和多步态灵活移动装置等新兴可重构装备的执行机构设计问题,课题组设计了含运动分岔闭链的多运动模式并联机构。并基于螺旋理论对分岔闭链、含分岔闭链的混联支链及并联机构的多种自由度进行研究。课题组提出了一种URRC(万向节-转动副-转动副-圆柱副)构型的运动分岔闭链,该闭链处于奇异位形时有2自由度瞬时运动,一般位形时有单自由度整体空间连续转动或单自由度平面连续运动。进一步,将URRC运动分岔闭链与5自由度RRS(转动副-转动副-球面副)开链串联,得到了一种具备5自由度和6自由度2种独立运动模式的混联支链。最终,将3条对称布置的URRC-RRS混联支链组装为运动分岔并联机构,该并联机构具有3转3移、3转2移、3转1移和2转1移4种运动模式。     

多环闭链可展机构尺寸调整方法

由于存在加工误差等因素,可展机构各连杆实际加工长度与理论计算长度往往不同,需要在装配时对其调整。多环闭链可展机构具有闭环多、环约束互相耦合、参数关系复杂等特点。为解决在尺寸调整时存在的高非线性、强耦合等问题,以均方根形式定义多环闭链机构的综合调整量,并以调整结构势能最小作为目标函数,推导出多环闭链可展机构尺寸调整的基本数学模型。根据实际调整方式,提出单向调整和双向调整两种计算模型。在此基础上,对多构态下多环闭链可展机构的尺寸调整方法进行研究。通过算例对上述方法和模型进行验证。结果表明,利用该方法得到的调整结果能满足可展机构多构态、多约束、多种调整方式的要求。研究成果有助于降低多环闭链可展机构的装配和加工难度。