三自由度冗余并联机构灵巧度分析

4-RRR并联机构具有16种拓扑结构,可以分为四类拓扑结构。基于机构的逆运动学模型,得到雅可比矩阵,并将雅可比矩阵的量纲统一。以雅可比矩阵条件数的倒数作为灵巧度评价指标,比较四类拓扑结构的灵巧度。比较结果表明,第一类拓扑结构具有最好的灵巧度。     

3自由度RPS并联机构的工作空间分析

给出了不同机械工作空间的概念，定义了由灵活特性，即雅可比矩阵的条件数决定的灵活工作空间，作为可达工作空间的子空间，并且分析了RPS型并联机构的灵活工作空间。给出了当坐标参数变化时，不同的工作空间的变化图。     

平面三自由度并联机构的正解分析

章分析了一般结构尺度的平面三自由度联联机构的正解。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。     

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。     

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.     

3-RRR平面并联机器人的灵活工作空间

通过对3-RRR平面并联机器人分支运动链子工作空间的分析,提出了由定姿态工作空间求解各种灵活度要求下工作空间的方法,对机器人的工作空间和灵活性问题进行了系统研究,并探讨了机器人几何参数和子工作空间内空洞时机器人灵活性的影响。     

解耦3-CRC并联机构奇异性与工作空间分析

通过对3-CRC并联机构的位置分析验证了机构的完全解耦性.利用雅可比矩阵分析了机构的奇异性,导出了奇异位置的解析表达式,证明了机构仅存在边界奇异.最后,分别利用解析法和数值法对工作空间进行了求解,并结合奇异性的分析结果在工作空间中描述了机构运动的奇异面.     

3-RRR平面并联机构的刚度特性分析

导出了3-RRR平面并联机构基于守恒协调转换刚度矩阵机构刚度结构位形部分的解析表达式和外力作用影响部分的不完全解析表达式.给出了求机构刚度映射的一般方法,求出了不同参数下3-RRR平面并联机构的刚度映射曲线,并对机构的刚度特性进行了分析和讨论.研究发现,3-RRR平面并联机构的刚度是机构构型的函数,并与驱动力和关节刚度成比例;动平台中心趋于工作空间边界刚度增大,在工作空间的边界附近形成一个刚度较强的环状区域,而在工作空间的内部形成一个刚度较弱的区域.     

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 .     

平面3自由度并联机构动力学最优控制

目的以提高平面3自由度并联机构运动精度为目标,提出最优控制的策略。方法在状态空间构造量化机构误差性能的二次型指标,兼顾系统响应与控制能量两个方面,实现了机构误差性能最优控制,将问题归结为求解微分方程两点边值问题。结果仿真结果表明,在动力学参数发生微小变化时,机构实际运动对目标的轨迹误差最大值仅为0.02mm,速度误差量值更小。结论对并联机构进行动力学最优控制,可以有效地抑制结构参数和系统扰动引起的运动误差,且方法很容易推广到最优时间控制和最短作业路径控制问题中。     

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。     

一种平面2自由度冗余并联机构的参数化工作空间分析

该文对组成并联机构的各组成部分的尺寸参数进行无量纲处理,推导了平面2自由度冗余并联机构和非冗余并联机构的结构参数与工作空间的形状之间的关系。计算出两者基于无量纲参数的工作空间的二维谱图。针对是否有工作空间,对非冗余并联机构而言,机构有工作空间的条件是要满足安装条件I1+I20.5d。在二维图谱中,必须满足μ+λ0.5,每个有效点都会对应固定的工作空间。对冗余并联机构而言,有效点需满足的条件是μ+λ33,但每个有效点不一定都有对应的工作空间。     

3-PRR平面并联机构的刚度特性

为了揭示在外力作用下机构的柔性导致的几何形变对其刚度的影响及变化规律,对3-PRR平面并联机构的刚度特性进行了系统研究.首先导出了3-PRR平面并联机构基于守恒协调转换刚度矩阵的刚度解析表达式,然后分别求出了机构在无外力作用和在外力作用下的刚度映射曲线,用以对比其刚度的不同变化规律.最后根据导出的公式和数值分析算例,对机构的刚度特性进行了详细的分析.研究结果表明:3-PRR平面并联机构的刚度是机构构型的函数,并与驱动力和关节刚度成比例;机构的刚度不但与外力的大小有关,而且与外力的作用方向有关.     

三自由度SP+SPR+SPS并联机构的运动学和工作空间分析

提出了一种新型的SP+SPR+SPS三自由度并联机构。首先,分析了该机构的位置正、反解。其次,导出了该机构的Jabobian矩阵和Hessian矩阵,并求得了速度、加速度及静力学公式。再次,采用计算机辅助设计的变量几何法求解了该机构的工作空间。最后给出了该机构运动学的数值算例。     

考虑干涉的平面3-RRR并联机构的最优化工作空间设计

根据干涉对平面机构工作空间的影响,利用避免干涉设计方法,以平面3-RRR型并联机构为研究对象,建立了一种具有最大化工作空间的新型平面3-RRR并联机构,并对该机构进行数学建模分析。在建立杆件的运动模型的基础上,得到了机构干涉产生的条件,通过数值计算方法,得到杆件形状系数α1和α2变化对平面并联机构空间范围的影响规律。数值模拟了该新型平面机构的工作空间范围曲面,计算绘制了空间干涉范围图形。此外,使用解析方法对该机构的奇异位形进行了分析。解决了最小化机构运动干涉的问题,对机构运动空间进行了最优化,该最优化设计方法也可以应用于其他平面机构。     

一种新型并联机构的工作空间分析

针对一种新型含串联输入支链的四自由度UPS-2RPS并联机构的工作空间进行了研究,介绍了其结构布局特点并建立数学模型、结构约束条件,采用了数值分析方法运用并联机构的逆解在MATLAB下绘制出工作空间边界图,对该机构的创新、合理设计及推广应用有重要意义.     

3—RPS并联机构工作空间分析的球坐标搜索法

提出一种球坐标搜索法,对3-RPS并联机构进行了工作空间分析,利用分层处理方法将工作空间划分为多个子空间,利用拟球坐标搜索法确定子空间的边界匹域,并且对整个工作空间进行了定量计算。该方法有效地提高了工作空间分析的效率和简易性。     

3-RPR平面并联机构正解的吴方法

研究３－ＲＰＲ平面并联机构正运动学封闭形式解。以符号运算为工具,应用吴方法得到非线性方程组的特征列。从而导出３－ＲＰＲ平面并联机构正运动学封闭形式解为一元六次方程。该封闭形式解不仅适用于３－ＲＰＲ和３－ＲＰＲ平面并联机构,也适用于所有包含６Ｒ－Ⅲ级组的Ⅲ级平面并联机构,给出具有６组实根的数字例。     

3-RPR平面并联机构正解的吴方法

研究了3-RPR平面并联机构正运动学封闭形式解.以符号运算为工具,应用吴方法得到非线性方程组的特征列,从而导出3-RPR平面并联机构正运动学封闭形式解为与现有文献不同的一元六次方程.该封闭解不仅适用于3-RPR平面并联机构,也适合于所有包含6R-Ⅲ级组的Ⅲ级平面并联机构.给出了6组实根的数值解实例.     

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.