6/6-SPS型Stewart并联机构运动学正解的研究

对具有半对称结构的6/6-SPS型Stewart并联机构的运动学正解进行了研究。建立了一类具有半对称结构的6/6-SPS型Stewart并联机构运动学正解的数学模型,构造了一个关于该并联机构动平台位置参数及姿态参数的多元多项式方程组。基于该方程组并采用Mathematica符号计算软件编制了基于Mathematica语言的6/6-SPS型Stewart并联机构运动学正解的求解程序,计算结果表明,对于任意给定的该并联机构的结构参数以及六个驱动杆杆长,该类6/6-SPS型Stewart并联机构的运动学正解在复数域内最多有28组解析解。     

基于主项解耦消元法求解平面双环基本链的装配构型

在阐述主项解耦消元法基本原理和算法的基础上，研究了平面双环基本链的装配构型问题。首先导出平面双环基本链的位置方程组，然后应用主项解耦消元法，将位置方程组转化为与其同解的三角化主项解耦方程组，得到了该基本链的全部装配构型。给出了用主项解耦消元法求解非线性方程组的详细过程，对于机构学及其它相关领域的非线性问题研究有参考价值。     

3-PRS并联机构运动学分析

采用数值分析中的牛顿迭代法求解了关于3-PRS三自由度并联机构正解的非线性方程组,通过迭代计算出并联机构位置正解的精确解。该法程序设计简单,迭代收敛速度快,算法执行效率高。给出了求解过程及求解实例,其迭代精度达10-6。     

基于结式消去法的并联机构位置解析

目的并联机构位置解析的核心问题是求解一组非线性方程组,为此提出一种消去法使并联机构位置方程降维,以便采用同伦方法求得位置方程全部解。方法从并联机构位置约束方程出发,采取狄克逊结式对位置正解方程进行消元,从而得到机构位置正反解封闭方程;采用同伦方法和利用MATLAB数学软件进行求解。结果利用MATLAB数学软件编制的狄克逊结式消元和同伦算法的数学机械化程序,得到Delta型并联机构位置问题的全部数学解。结论结式消去法为并联机构位置解析提供了十分有效的通用方法,而且可用于解决其他更为复杂的体系。     

2DOF空间3-RPS并联机器人位置运动学混合算法

空间2自由度并联机构可用于高作用力下精确控制姿态的两个分量的工作场合.建立了2自由度3-RPS并联机器人的位置运动学约束方程;对其正逆运动学算法进行了讨论.对求解并联机器人位置正解的杆长搜索法进行了改进,并结合解非线性方程组的拟牛顿法,提出了一种能解决方程组多解并且计算精度较高的混合算法,推导了2自由度3-RPS并联机器人位置反解的求解过程.通过实例验证了算法的正确性和所能达到的精度.     

利用共形几何代数的平面并联机构位置正解求解方法

提出了一种基于共形几何代数(CGA)求解所有1 140种由转动副和移动副任意组合而成的平面并联机构的位置正解解析法。应用组合数学理论阐明了由转动副和移动副组成的平面并联机构共有1 140种类型;根据各支链的长度约束条件,建立了涵盖1 140种平面并联机构类型的等效机构模型;应用共形几何代数框架下的刚体平移和旋转运动表示,建立了等效机构模型的位置正解数学模型,只需通过简单的线性消元,即可推导出该位置正解问题的符号形式一元六次输入输出方程,从而可快速获得该问题的全部解析解,无增根也无漏根。基于计算机代数计算系统Maple16进行编程,通过2个数字实例验证了方法的正确性和有效性。     

6-6 并联机构封闭运动学位姿正解单解

用代数法研究了6-6六自由度Stewart 并联机 构封闭运动学位姿正解单解.在添加了一个附加位移传感器的基础上,解得了上平台六铰接 点中三个铰接点在惯性坐标系中的矢量分量,并将其直接转化为六个自由度,从而获得了6 -6 六自由度Stewart 并联机构封闭运动学位姿正解单解及其存在的条件.     

利用吴方法求解3自由度并联机器人位置正解

首次利用吴方法求解一种典型的3自由度并联机器人的位置正解,将利用传统方法所得到的32次方程降为一个16次方程,提高了计算效率.在计算过程中,避免了增根的产生.得出对于这一类问题的普遍数学方法,为利用吴方法计算并联结构的正解提供了范例.     

一类大转角两转动并联机构的构型分析与运动学优化设计

面向航空航天和仿生设计等领域对大转角两转动并联机构的应用需求,围绕一类新型两自由度转动并联机构——2-RRRR2-RSR机构的构型分析与运动学优化设计问题展开研究.首先,以投影关系为基础分析2-RRRR2-RSR并联机构在给定工作空间内实现两自由度转动运动所需满足的几何条件,并针对两种投影情况分析机构的参数特解.其次,基于闭环矢量法求解2-RRRR2-RSR并联机构的位置逆解,推导机构驱动角度与动平台姿态角之间的映射关系,继而利用RRRR支链与RSR支链的运动特点,获得机构动平台姿态角的正解模型.以此为基础,借助螺旋理论建立2-RRRR2-RSR并联机构的速度映射模型,构建机构的广义雅可比矩阵,并通过软件仿真验证机构位置正、逆解及速度映射模型的有效性.再次,根据2-RRRR2-RSR并联机构的运动特性,以奇异性、铰链许用转角范围、连杆安全距离为约束条件,借助极限边界搜索法求解机构动平台中心点的位置工作空间,进而对应位置工作空间等效获得机构的转角工作空间.最后,借助螺旋理论中运动与力的互易积的物理含义定义可描述2-RRRR2-RSR机构瞬时功率传递特性的无量纲运动学性能评价指标,并结合工程实际需求设定机构的约束条件,实现机构的尺度参数的运动学优化设计.研究成果可为大工作空间两自由度转动并联机构的样机设计与控制策略制定奠定理论基础.     

平面并联机构正解的拥挤差分进化算法求解

平面并联机构正运动学分析需要求解非线性方程组,多解的特点使得难以同时得到它的全部解。本文将该非线性方程组求解问题转化为非线性优化问题,并利用拥挤差分进化算法进行求解。仿真结果表明,拥挤差分进化算法对选择机制的改进增加了种群的多样性,可以同时得到并联机构运动学正解问题的全部解。     

3-6 Stewart平台机械手运动学正问题的解析方法

将３－６Ｓｔｅｗａｒｔ平台机械手的运动学正问题转化为非线性代数方程组的求解问题,然后利用非线性代数方程组的符合号求解方法－聚筛法,推导出３－６Ｓｔｅｗａｒｔ平台机械手运动学正问题的解析解,并得出结论：对应一组给定的输入杆长,该机构最多有２０个可能的位形。利用这种机械化符号求解方法求解机构的运行学问题,无需同特别的技巧,只须按规定步骤求解就可得到所有的根,且无增无漏,为机器人学、机构不的解析研究提供     

两种并联机器人在卫星和激光大气通信中的可能应用

本文分析了卫星通信中几种常见的天线支撑方式及其钥匙孔问题，介绍了Ｓｔｅｗａｒｔ机器人和并联球面机器人的结构、运动学正问题和逆问题，讨论了用此两种机构作为天线支撑以解决钥匙孔问题的方案，并指出了将它们用于激光大气通信的可能性。     

基于螺旋理论的3-RRR并联机构设计与仿真

基于螺旋理论分析了一种3-RRR并联机构的自由度和构型.通过分析动平台和各分支机构的约束螺旋系,构造3-RRR串联分支,运用修正Crübler-Kutabath公式计算出其自由度满足3个转动自由度.基于虚拟样机技术建立3-RRR并联机构虚拟仿真模型,进行正向运动学仿真和工作空间分析,从而找到该机构存在的缺陷,为少自由度并联机构运动学和动力学分析提供保证.     

正交结构6-PP^＋S并联机构的工作空间分析

为简化机构运动学模型,提出了一种正交结构6-PP^＋S并联机构,利用封闭矢量法建立了运动学方程．基于机构运动学方程和运动副的结构约束,给出了基于运动学模型的动平台工作空间约束模型,求出了工作空间的形状,研究了动平台在给定机构参数下不同姿态的工作空间,并进一步考察了机构参数的变化对工作空间的影响．这些对正交结构6-PP^＋S并联机构的应用具有指导意义．     

平面三自由度并联机构的正解分析

文章分析了一般结构尺度的平面三自由度并联机构的正解。首先,建立了含有移动副的平面三自由度并联机构运动分析的方程,并将其化解为只含有从动件一个运动位置参数的代数方程(一元六次方程),通过优化迭代计算出六个解;其次,介绍了全为转动副的平面三自由度并联机构的解,可在含有移动副机构解的基础上进行分析;最后,给出了一个算例,说明了求解过程的可行性。     

并联Stewart机构位姿误差分析

从并联机构与串联机构的运动学等效,并联机构本身特征与并联机构实际工作空间出发,考虑各分支末端误差对最终运动平台末端误差的影响,提出了并联机构位姿误差放大因子分析法·依据位姿误差放大因子具有对误差定量分析的特点,该分析方法既可用于机构参数优化,又可用于结构精度设计·最后,给出了一个实例说明本方法的有效性·     

Stewart平台运动学参数的样条计算方法

有关Stewart平台的运动学研究已经建立了计算其运动学参数的模型，但受测量手段的限制，只依靠这些模型还不能完成Stewart平台的运动学参数的工程计算。本文面向工程应用，基于三次样条逼近理论提出了一种计算Stewart平台的运动学参数的数值方法。该方法将工程实际中的离散的Stewart平台的位姿向量拟合为对时间的连续的三次样条函数，并结合Stewart平台的线速度、角速度、线加速度和角加速度计算模型，计算出了这些运动学参数的数值解。本文针对实际的Stewart平台，采用典型的算例，分析了该数值计算方法的计算精度。计算结果表明，该方法具有足够的计算精度和工程应用价值，Stewart平台的结构误差的尺度对该方法的计算精度具有显著的影响。     

一种面向低频隔振的两自由度球面并联机构

针对两转动自由度低频隔振的需求,基于球面并联机构理论提出了一种两转动自由度球面并联隔振装置。从机构学的角度对其进行了工作原理分析和自由度计算,并完成了隔振平台的虚拟样机设计。采用连杆参数的D-H表示法,以连杆圆弧张角为约束条件建立了机构的约束方程,实现了其运动学逆解,并基于数值方法给出了运动学正解的求解过程及正逆解算例。分析和仿真结果表明:所设计的两自由度球面并联机构可操控性强、运动学模型合理有效,能够满足隔振平台所需的低频隔振性能需求。     

六自由度并联运动机构正向解的研究

针对实际中经常应用的普通或变异的六自由度并联运动机构的结构特点，通过采用虚拟连杆，将难于求正向解、甚至无法求正向解的这类机构简化成与其相近的、易于求正向解的６－３结构形式．把得出的６－３结构形式的正向解，作为求这类普通或变异机构正向解的初始值，通过极少次迭代，得出其正向解的精确值．实际应用表明，这种方法是有效的，并且计算量小．