单铰运动链的型综合——拓扑胚图的构建

运动链构型综合是机械创新设计的重要途径之一,提出了一种基于拓扑理论的运动链型综合方法,通过机构的自由度、构件数与运动副数的关系,确定杆型组合,再利用结构树法构建机构拓扑胚图,从而为下一步拓扑图的有序构建打下基础。     

基于螺旋理论三自由度并联机器人型综合新方法

并联机器人的构型设计即型综合是并联机器人设计的首要环节,基于螺旋理论,从并联机构运动链分类的角度,提出用约束添加法对三自由度并联机构进行型综合,让主动链控制所需的自由度,而从动链约束不需要的自由度;提出了相应主动链和从动链各种类型,并对约束链作了较详细的分类,通过不同组合可得到不同性能的新构型.最后通过实例进一步阐明这一方法.该方法使型综合步骤更简洁,只要选择与自由度数相同个数的主动链,并合理选择约束链就可以组合出新的并联机器人.     

运动链与机构性能的模糊综合评价

将运动链和机构的拓扑特性参数作为模糊数学模型中的因素集,通过建立因素等级隶属度函数,使运动链和机构的结构与其模糊关系矩阵中各元素间建立了确定的关系,从而实现了合理而便捷的对运动链和机构进行模糊综合评价·     

平面高副机构的数综合及型综合

以平面高副机构及结构公式为基础，给出了三个原则，较详尽地介绍了自由度Ｆ＝１，２，高副数目ＰＨ＝１，２，３，４的平面高副机构的数综合方法．通过图、关联矩阵及运动链之间的转换关系，按ＭａｎｏｌｅｓｕｅＮＩ的方法讨论了机构的型综合问题     

变拓扑机构可变运动副设计目录研究

可变运动副作为变拓扑机构改变拓扑结构的关键所在,其结构设计是变拓扑机构构型综合的难点.基于可变运动副拓扑变化方式的研究,构建可变运动副设计目录,用于可变运动副的结构设计.分别针对可变运动副的改变轴线方位、改变数目和改变类型等三类拓扑变化过程,分析可变运动副的约束变化特征,并采用运动副约束函数的算术运算进行描述.在归纳设计可变运动副结构形式的基础上,对可变运动副拓扑变化方式、约束变化特征和对应结构等设计信息进行分类和汇编,构建可变运动副设计目录.应用实例表明,采用可变运动副设计目录,能快速有效地设计可变运动副结构,为含可变运动副的变拓扑机构构型综合提供了方便.     

利用杆型码和相似矩阵判定构件的相似性问题

在利用计算机进行运动链再生为机构的发散过程中,由于运动链中各构件之间存在着相似问题,从而产生了大量机构同构现象.为此提出了一种叫做杆型码和相似矩阵的判定方法,可以提高机构创新设计的可靠性和效率,解决了机构型综合自动化过程中的     

完全解耦2T3R并联机器人机构型综合方法

针对并联机器人运动的非线性、强耦合问题,基于GF集理论提出一种完全解耦两移动三转动(2T3R)并联机构型综合方法.首先阐述GF集的基本概念、运算法则,给出并联机构数综合方程;然后根据GF集的求和运算和转动轴线迁移定理,给出机构输入运动副选择原则以及解耦支链设计准则;按照完全解耦并联机构设计步骤,列举出了2T3R并联机构各解耦分支运动链,综合出了含有单、双驱动支链的2T3R五自由度完全解耦并联机构,得到了大量新构型;最后通过综合出的2T3R并联机构,运用旋量理论求得其机构末端运动特征,求解机构位置正解解析表达式,进而推导得到机构雅可比矩阵,验证了该机构的完全解耦性,进一步证明了该构型方法的有效性.     

构件相似性判定的关系码方法

针对运动链中各构件之间存在相似问题,以赋权拓扑图为基础,寻求到一咱简便易行的判别构件相似的方法－关系码方法,该方法避免了运动链再生为机构的发散过程中大量相似机构型的产生,提高了机构创新设计的可靠性和效率,解决了机构型综合自动化过程中相似机构型的产生,提高了机构创新设计的可靠性和效率,解决了机构型综合自动化过程中的关键技术难题。     

两移动三转动完全解耦混联机器人机构型综合

为综合得到两移动三转动(2T3R)完全解耦混联机器人机构,基于GF集理论提出了一种简单而有效的解耦混联机构型综合方法,并且给出了完全解耦混联机构型综合的具体设计步骤。首先分析了GF集的运算法则;接着通过GF集元素组合公式和混联机构数综合方程构造了混联拓扑结构,并结合机构输入运动副选择原则和解耦分支设计准则,确保了混联机构运动的解耦性;然后根据该构型综合方法,完成了完全解耦2T3R五自由度混联机构的型综合过程。运用该型综合方法,得到了构成2T3R解耦混联机构各模块单元的组合形式,再以其中一种组合形式为例,综合出了2T3R五自由度完全解耦混联机构,并得到了大量新构型。针对该完全解耦混联机构,求解了机构位置的正解解析表达式,推导出了机构的雅可比矩阵,进而依据此雅可比矩阵表达式,验证了混联机构的完全解耦特性,进一步证明了该构型方法的正确性。基于GF集的完全解耦混联机构型综合方法可用于具有确定运动特征的解耦串联、并联以及混联机构的构型设计。     

三维平动并联机构型综合研究

提出了一种简单而有效的三维平动并联机构型综合新方法,应用的理论基础是螺旋理论.为此,首先列举了该类机构所有可能的支链结构,根据螺旋理论中运动螺旋与约束力螺旋之间的互易关系提出一种机构型综合方法,并利用该方法系统地进行了三维平动并联机构的型综合,得到了数十种新型机构.为验证该机构型综合的重要意义,给出了三维移动并联机构应用于生物细胞显微操作的一个具体实例.     

无焊点齿轮连杆运动链的类型综合研究

在齿轮连杆机构结合分析与综合研究的基础上，提出了无焊点齿轮连杆运动性（NGLKC）类型综合的方法及步骤，对依附链为单环和多环的类型综合问题进行了实例研究，得到了部分依附链在限定齿轮数时的全部NGLKC结构类型。     

含有复铰的巴氏桁架的类型综合扩计算机自动生成

单开链迭加法是一种适应于在计算机上进行的机构类型综合的新方法。通过双色图的引入,成功地将这种方法推广到同时含有复铰和多副杆的机构类型综合。本文综合出了具有1～4个独立回路并含有复铰的巴氏桁架的166种独立的结构类型。     

基于运动链的机构结构方案的创新方法

结构方案设计是机械系统设计过程中最关键最具有创新的设计，历来受到国内外的重视，也提出了各种各样的结构综合方法。但是还存在着很多不足之处，需要进一步完善发展。通过对单铰运动链的运动副进行替代，获得了该运动链所有可能的型，然后在对常用运动副元素符号化的基础上，提出了获得运动链所有结构型各类的排列组合的数学方法，并且利用运动链的拓扑结构图来判别运动链的同构型，防止遗漏或同构现象的产生。最后给出了工程实际中的具体应用实例。     

利用环杆矩阵进行机构结构类型综合的研究

主要讨论了简单图的构造方法和环杆矩阵的生成方法,其目的是用环杆矩阵自动生成结构复杂的运动链,以达到创造各种新机构的目的.     

基于李群理论的2R1T并联机构构型综合

应用李群理论,对2R1T(两转动—移动)并联机构的型综合问题进行了系统地研究. 通过分析满足2R1T自由度性质的动平台的李群代数结构,并依据李群代数结构与刚体运动的对应关系,确定出各支链的李群代数结构和它们的等效运动链,最终综合出4394种2R1T并联机构新构型,并绘制了支链机构简图和部分机构简图. 研究结果表明,该方法简单、规范、有效,可作为构型评价及优化的基础,也适用于其他类型并联机构的型综合研究.      

Type Synthesis of Fully-Decoupled 3R2T Parallel Mechanisms Based on Driven-Chain Principle

To avoid the existence of nonlinear and strong coupling in parallel mechanisms,it is necessary to address special care to the type synthesis of mechanisms,especially for the type synthesis of fully-decoupled parallel mechanisms. Based on the screw theory and the driven-chain principle,a methodology of structural synthesis for fully-decoupled three-rotational( 3R) and two-translational( 2T)parallel mechanisms was proposed by analyzing the characteristics of the input-output relations for fully-decoupled parallel mechanisms.Firstly,according to the desired kinematic characteristics of fullydecoupled parallel mechanisms,a method was presented by virtue of screw theory to synthesize the desired forms for both the direct and the inverse Jacobian matrices. Secondly,according to the feature of the direct and the inverse Jacobian matrices,the effective screws,the actuated screws and the mobile un-actuated screws of each leg were established based on the reciprocal screw theory and all possible topology structures fulfilling the requirements were obtained.Finally,the desired fully-decoupled parallel mechanisms could be synthesized by using the structural synthesis rule and structural synthesis of fully-decoupled 3R2 T parallel mechanisms could be obtained exploiting the abovementioned methodology. Furthermore,the Jacobian matrix of a synthesized 3R2 T parallel mechanism was deduced to demonstrate the decoupling feature of the parallel mechanism,which also validated the correctness of the methodology of the type synthesis for fully-decoupled 3R2 T parallel mechanisms.     

Kinematic Characteristics Analysis of 3-PRS Parallel Manipulator

The 3 - PRS parallel mechanisms, whose kinematic chain is connected by prismatic joint P, revolute joint R and spherical joint S, have two rotational and one translational DOF. But the DOF of 3 - PRS parallel mechanism cannot be explained by the Grubler-Kutzbach method or Herve method. To illuminate the special kinematic characteristics of 3 - PRS parallel mechanism, a novel analytical approach is proposed in this paper. All the feasible instantaneous motions of 3 - PRS mechanism are studied by using this method. The analysis of kinematic characteristics of 3 - PRS mechanism help to understand the mechanism and estimate the motion capacity of mechanism. Finally, it is also helpful to optimize the topology of the mechanism and the trajectory for desired performance.     

Type synthesis of parallel mechanisms with three translational degrees of freedom

A simple but effective type synthesis method for spatial parallel mechanisms with three translational degrees of freedom(DOF) based on the screw theory is presented. Firstly all possible connecting-chain structures of three-DOF parallel mechanisms are enumerated. According to the reciprocal relationship between screw constraint forces and the motion screw, a novel synthesis method is presented. By using this method, type synthesis for translational three-DOF parallel mechanisms has been made in a systematic and detailed way. As a result, dozens of novel parallel mechanisms generating spatial translation have been obtained. To verify the significance of type synthesis for this kind of mechanism, this paper also gives an example of application, which is used for a micromanipulator for manipulating cells