Stewart平台的最优构型设计方法研究

为充分利用Stewart平台安全工作空间范围和提高工程实用性,基于并联机构存在的结构奇异和位形奇异问题,提出了相应的安全机构设计方案。以不含任何特殊性的Stewart平台为研究对象,在考虑结构奇异约束的基础上,提出灵巧性指标,解决了结构参数最优化问题;分析建立Stewart平台的运动学模型,对16种典型极限位姿下的位形分岔奇异性进行了分析,提出安全工作空间验证算法,使整个工作空间内无奇异点;仿真结果表明,最优构型设计方法可以高效地设计出运动性能良好的安全Stewart平台机构。     

机构自由度、工作空间、奇异一体化分析现状与创新

通过现有方法对机构自由度(F)、工作空间(W)、奇异(S)研究现状的分析,得出其不整体、不普适的特点,本文提出将诸多数学理论与机构学理论相结合,拟建立一套系统普适、直观具体的机构F、W、S分析理论和方法。深入研究将弥补现有理论适用受限之不足,解决现有理论方法在机构分析与设计、机械产品开发与应用等领域不实用问题,拓展机构的实际应用领域。     

Tripod并联定位器刚度分析及其在飞机装配中的应用

改进了传统的3-UPU并联机构,得到了刚度更高、结构更加紧凑的3-Tripod和4-Tripod并联机构.求出了3-Tripod并联机构的工作空间和Jacobian矩阵,并由此分析了3-Tripod机构的刚度特性,得到了3-Tripod机构的刚度矩阵,画出了工作平面内的最大刚度和最小刚度分布图以及工作空间内取得最大刚度与最小刚度的方向.结果表明,在工作平面内垂直于基座的方向刚度较大,平行于基座的方向刚度较小.研究结果对提高机身与机翼对接工装精度有一定意义.     

一种新型3-UPS并联机构及其工作空间分析

设计了一种新型3分支6自由度3-UPS并联机构,建立了该机构的运动学反解模型,给出机构主要约束,应用三维极坐标边界搜索方法绘制出在定姿态工作空间截面图和边界三维实体图,分析了机构参数对工作空间体积大小的影响规律,为机构参数的选取提供了依据。该并联机构工作空间大、连续性好,适合作为机器人步行器的腿结构。     

一种7R冗余机械臂的容错空间优化

以一种双偏置7R冗余机械臂为研究对象,探讨其单关节容错空间的优化问题.针对容错空间体积的变化规律,考虑容错空间与工作空间的关系,引入转换比的概念,通过选取合适的关节锁定角范围对机械臂的容错空间进行了优化.研究结果表明,在两种不同的锁定角范围取值方式下,随着锁定角的增大,转换比均呈现先上升后下降的规律.同时,最高转换比对应的锁定角亦得到确定.      

3RRC并联机构位置和工作空间的图解法

借助Unigraphics软件,用作图法进行了3RRC并联机构的位置反解和工作空间的分析,求出了位置反解的全部8组解和完整的工作空间,并且计算出了工作空间的体积.该方法合理地应用了软件中的分析功能,避免了繁琐的数值计算,分析简单明了.     

基于Matlab实时视窗目标的数据采集研究

利用Matlab的一个特殊应用工具RTW的实时视窗目标(Rtwin Target)，在实验室实现了实时数据采集与分析，并给出了其用于建模、实时数据采集、分析的流程。提供了一种简单，可靠且性价比高的，应用于实验室的实时数据采集与分析处理的方法。     

并联机床工作空间求解方法研究

以一种3-TPT并联机床为例,对并联机床工作空间的两种求解方法进行了分析.首先通过求解并联机床的运动学逆解方程,利用工作空间的解析法求解出其工作空间,然后提出了一种利用虚拟样机技术对其进行工作空间求解的方法.这种方法思路清晰,方法简便,适用范围广,只需要建立并联机床的虚拟样机模型,给出约束条件,即可直观地求得其工作空间,无需复杂的推导过程.通过对两种方法的对比,指出了虚拟样机是一种更为直观、简单、实用的求解方法.     

运动副布置对3-SPR并联机构工作空间的影响分析

通过改变3-SPR并联机构的运动副布置,得到了10种典型的3-SPR并联机构,分析了它们的位置特性.采用CAD尺寸驱动技术求解了机构的工作空间,定义了描述工作空间及动平台姿态变化的参数,对10种机构的工作空间及姿态变化范围进行了比较,分析了运动副布置对于3-SPR并联机构工作空间及姿态变化的影响.     

新型多单元串联巡检机器人机构研究与设计

针对超高压输电线路巡检机器人作业任务需求和输电线路障碍环境特点，提出了一种新型多单元串联的巡检机器人机构，每个单元由两个串联的平行四边形机构组成.根据机器人的越障机理及线路障碍物类型，规划出机器人的4种典型越障模式，给出机器人的主要结构设计参数，分析了典型越障模式下机器人手臂的工作空间.分析结果表明，该机构具备跨越500kV输电线路上典型障碍的能力，多单元串联的巡检机器人机构能够满足爬坡和转向条件下的越障运动需求.