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.     

冗余并联机构的精度分析

精度和误差是并联机构的重要评价指标,在实际工程中,对并联机构都有很高的精度和误差的要求。在理论上,并联机构应该比串联机构的精度更高,但由于并联机构具有奇异位形,因此并联机构的精度甚至还没有串联机构高。该文求出了2自由度非冗余并联机构和冗余并联机构的精度和误差表达式,分析了一类奇异点和二类奇异点在精度方面的差别。同时指出,要想部分甚至于完全消除机构的奇异位形,引入驱动冗余这一概念是个非常好的方法。     

利用局部性质刻画三角环上的导子

证明了当三角环U满足某些条件时,三角环中的每个元都是可加拟Jordan全可导点。作为推论,有非平凡可补元的Banach空间套所对应的套代数中的每个算子都是可加拟Jordan全可导点。     

关于一致凸Banach空间的注记

给出了Banach空间一致凸的几个新的充要条件.定理　设10,存在δ>0,使得当‖x‖≤1,‖y‖≤1,‖x-y‖≥ε时,有‖λx+μy‖≤1-δ　　 对任意满足‖xn‖≤1,‖yn‖≤1,limn∞‖λxn+μyn‖1的序列{xn},{yn}都有limn∞‖xn-yn‖=0　　 对任意ε>0,存在δ>0,使得当‖x‖≤1,‖x-y‖≥ε时,有‖λx+μy‖p<λ‖x‖p+μ‖y‖p-δ     

一种2SPS+RPRR并联机构的运动学与工作空间分析

提出了一种2SPS+RPRR型4自由度并联机构,该机构具有两根直线驱动分支和一根非直线驱动分支。通过调整非直线驱动分支中定长杆的长度,可以改变机构的运动性质和工作空间。运用修正的Kutzbach Grübler公式计算了机构的自由度。在机构位置解析公式的基础上,采用移动Jacobian和转动Jacobian对机构的速度进行了分析。运用CAD变量几何法求解了机构的工作空间。所提出的2SPS+RPRR并联机构具有3个分支和4个自由度,相比于其它4自由度并联机构来说,结构相对简单,工作空间较大。     

冗余并联机床驱动力优化解析

驱动冗余可有效消除并联机构在作业空间中的奇异位形,但其导致驱动力分配不唯一。该文针对一台4自由度的冗余并联机床进行了驱动力解析。在运动学分析基础上,得到各支链的偏速度矩阵及偏角速度矩阵,解算各支链的合力/力矩,利用虚功原理建立了该机构的逆动力学方程,并将其变换为线性格式,然后针对驱动冗余的特点,对驱动力分别进行了力优化及能耗优化,其中,力优化计算简单,而能耗优化可降低最大驱动力。该模型适用于冗余并联机构的动力学参数辨识以及动力学控制。     

冗余并联机床驱动力优化解析

驱动冗余可有效消除并联机构在作业空间中的奇异位形,但其导致驱动力分配不唯一。该文针对一台4自由度的冗余并联机床进行了驱动力解析。在运动学分析基础上,得到各支链的偏速度矩阵及偏角速度矩阵,解算各支链的合力/力矩,利用虚功原理建立了该机构的逆动力学方程,并将其变换为线性格式,然后针对驱动冗余的特点,对驱动力分别进行了力优化及能耗优化,其中,力优化计算简单,而能耗优化可降低最大驱动力。该模型适用于冗余并联机构的动力学参数辨识以及动力学控制。     

球坐标式3自由度并联机器人机构的运动学设计

研究一种球坐标式3自由度并联机器人机构的运动学设计,包括运动学反解、速度、考虑铰链转动范围和干涉等条件下的工作空间,和结构参数对工作空间的影响以及灵巧性能指标及其在保角变换平面上的分布特性,这些分析结果和结论对并联机器人机构的设计、轨迹规划和控制等有重要的指导意义.并联机构在并联机床、坐标测量机构和工业机器人等领域有广阔的应用前景.     

并联三自由度机器人参数优化与运动仿真

采用无量纲参数方法,将三自由度并联机器人的几何参数无量纲化,对机器人机构的运动学进行了反解计算。在此基础上,采用搜索法对机器人机构的几何参数进行优化选择。应用MATLAB软件编程计算得出该机器人机构在不同位姿下各铰链的输入,并绘制出了并联三自由度机器人的运动仿真图。     

非倍测度下的Littlewood-Paley函数gλ,μ*在齐次Morrey-Herz空间的有界性

假设非倍测度μ满足一定的条件,通过Littlewood-Paley函数gλ,μ*在Lp(μ)的有界性讨论了其在齐次Morry-Herz空间中的有界性.     

非倍测度下的 Littlewood-Paley 函数 g^＊λ，μ在广义 Morrey 空间的有界性

假设非倍测度μ满足一定的条件,通过Littlewood-Paley函数 g^＊λ,μ在 Lp （μ）的有界性,讨论了其在广义Morrey空间的有界性。     

并联机床驱动杆铰链位置误差分析

为提高并联机床运动精度,解决其铰链误差对运动精度的影响问题,以东北大学开发的3-PTP并联机床为分析对象,采用叠加原理,建立三自由度并联机构驱动杆铰链误差模型;采用矩阵范数分析驱动杆铰链误差对动平台终端运动精度的影响规律.分析表明,结构参数λ大,不利于减小工作空间内动平台位置误差的最小值,但对其最大值影响不大.该误差模型的建立为此并联机床进一步优化机构设计参数以及误差补偿奠定了基础.     

3自由度冗余驱动下肢康复并联机构的运动学优化设计

研究了一种用于下肢康复的3自由度冗余驱动并联机构的概念设计和运动学优化.首先对该3自由度并联机构进行了简要介绍,然后推导了其运动学正逆解的解析解.基于螺旋理论,对该机构进行了广义雅可比分析,通过对4种非冗余驱动情形的力/运动传递性能分析,提出了一种用于评价该并联机构运动学性能的局部传递率指标.最后,借助于遗传算法,通过最大化局部传递率指标的全域平均值对该机构的设计变量进行了优化.运动学优化的结果表明,本文所提出的并联机构在其工作空间内具有较好的力/运动传递性能.     

一类奇异椭圆方程无穷多解的存在性

研究了有界区域ΩRN上奇异椭圆方程-Δu-μu|x|2=|u|2*(s)-2u|x|s fλ(x,u)无穷多解的存在性.在f满足非二次条件的情况下,运用对偶喷泉定理证明了存在λ*>0,使得,当λ∈(0,λ*)时,该方程有无穷多个弱解{uk}满足I(uk)<0,并且I(uk)→0,k→ ∞.     

6-RRS冗余驱动飞行模拟器运动学与工作空间分析

提出一种以6-RRS球面并联机构作为运动机构的冗余驱动飞行模拟器.该机构具有3个转动自由度、6个驱动、3个冗余驱动,由2个完全相同的3-RRS球面并联机构构成6-RRS球面并联机构.该机构广义上具有一个定平台和一个动平台,整个动平台即为飞行模式器座舱.在3-RRS球面并联机构运动学分析的基础上,给出了6-RRS球面冗余驱动并联机构的运动学分析,包括机构的方向余弦的建立、反解和正解及该机构的工作空间分析.     

拟常曲率空间及射影变换

拟常曲率空间M(维数大于2)是曲率张量满足下面条件的黎曼空间: K_(ωνμ)~λ=a(δ_ω~λg_(νμ)-δ_ν~λg_(ωμ))+b(δ_ω~λV_νV_μ-δ_ν~λV_ωV_μ+V_ωV~λg_(νμ)-V_νV~λg_(ωμ)),(1)其中a,b是数量函数,V_λ是M的单位生成向量场,g_(λμ)是空间M的基本度量张量。本文主要是给出这种空间的几个性质。     

一种并联式太阳能聚光器二轴跟踪机构能量消耗

该文针对传统太阳能聚光器二轴跟踪机构刚度低、能量消耗大等问题,提出一种具有驱动冗余的并联式太阳能聚光器跟踪机构,并研究其动力学建模方法及能量消耗。首先基于跟踪机构的运动学模型,利用虚功原理推导其动力学模型;然后规划跟踪机构跟踪太阳运动轨迹,并分析其跟踪太阳运动过程中驱动力变化以及能量消耗;最后比较该驱动冗余并联跟踪机构与其对应的非冗余跟踪机构在相同运动条件下的驱动力以及能量消耗。仿真分析结果表明:该文提出的跟踪机构具有高刚度、低能耗的优点。     

平面三自由度并联冗余机器人的位置与工作空间分析

提出一种新的平面三自由度并联冗余机器人位置分析方法 ,运用这种方法进行了位置正解和位置反解分析 .对于位置正解 ,其中方程的解最多为 4 ,说明这种平面并联机构可以有 4种不同的位姿 .对于位置反解 ,可以有 16组解 .然后 ,又对平面三自由度并联冗余机器人的工作空间进行了讨论 .最后用数值实例进行了验证 ,给出了计算结果 .     

Hilbert空间上广义逆的极限表示

利用算子A和B在Hilbert空间X和Y上的空间分解,给出具有limλ→0B(λI+AY)-1和limλ→0B(A+λI)-1形式的极限存在的充分必要条件,并且得到两类极限的相关极限值.同时,对两类极限的相关性质进行进一步的探讨.     

3种用于混联机床并联机构的分析

分析了不同参数条件下3种可用于混联机床的并联机构:Stewart并联机构、动平台共用铰链机构以及中心伸缩杆机构,提出了虚拟工作空间和虚拟最大内接圆半径作为指标评价姿态实现能力.