新型五自由度并联机构及其运动分析

提出了一种新型五自由度并联机构及其应用前景,该机构由一个RRTR分支和4个SPS分支组成,可实现空间的三维移动以及两个独立方向的转动,可用于部件装配、推拿机器人、空间机构的运动平台等应用场合。采用螺旋理论分析了能实现预定运动输出的机构学原理,计算了机构的自由度,采用直观的零位形两步法建立运动变换矩阵,求出用于实时位置控制的反解,并给出数值算例,分析了该机构在推拿机器人设计上的应用前景。     

一种新型五自由度并联机构运动学分析与仿真

提出了一种基于改进Delta和2-R的平动、转动独立的复合机构.利用齐次坐标变换,推导了机构的位姿反解.求解过程不需复杂的数学推导,只涉及简单的齐次坐标变换规则和矩阵运算,容易编程实现.应用空间解析几何和向量代数方法,推导了机构位姿正解.回避了一般并联机构的代数方程组的数值求解和多解取舍问题.应用虚拟样机软件ADAMS仿真了机构的运动情况,验证了位姿正反解求解的正确性.该机构工作空间大、定位精度高、微动性能好、制造和控制成本低,适合作为取放机器手、检测机器人、激光切割机床等的主体机构,在工业领域具有很好的应用前景.     

新型四自由度并联机构运动学分析及其优化设计

提出一种能够实现两维移动和两维转动的四自由度并联机构,该机构包含3条UPS型驱动分支和1条UPR型驱动分支.建立了该并联机构的三维模型及位置反解方程,利用虚设机构法求出机构一阶和二阶影响系数矩阵,并推导了速度和加速度表达式.利用Jacobian 矩阵条件数对机构进行全域性能指标分析,得到机构尺寸变化对性能的影响趋势,以及所给尺寸范围内速度、加速度性能较好的尺寸.数值算例验证了性能指标分析的正确性,为机构优化设计提供了理论依据.     

三自由度并联驱动平台机构的位置逆解及其分析

介绍了三自由度并联驱动平台机构的特征与特点,对其中一种典型结构的位置逆解作了具体的探讨,推导了相应的算式,并对该机构所产生的附加约束运动进行了分析．三自由度并联平台机构有三个独立的运动参量,在一定条件下也会产生三个附加的约束运动参量．这是这种空间机构进行位置姿态运动时的一个重要特点．但实例计算表明,产生的附加约束运动量与独立运动量比较而言,其值相对较小．探讨的三自由度并联平台位置逆解,其算法具体、简洁、实用,对三自由度并联平台机构的运动控制具有直接的应用价值．     

一种三自由度并联机构的运动学分析

本文设计了一种三自由度混连机构,介绍了该机构的组成、计算了该机构的自由度,推导了并联部分的运动学正反解求解公式。给出了具体的算例进行验证,结果对该机器人机构的设计控制等有重要的指导意义。     

一种新型三自由度并联机构逆运动学及其工作空间分析

以一种新型三自由度并联机构2-RPU&SPR为研究对象,对其逆运动学及工作空间进行分析.首先,利用矢量法对其逆运动学进行分析,推导出机构位置反解的显式数学表达式;随后,利用极限边界搜索法,根据并联机构位置反解及其它约束条件,获得其工作空间,最后通过数值仿真对逆运动学数学模型以及机构工作空间搜索方法进行了验证.     

3-PRU并联机器人机构及其运动学

提出了一种空间3自由度并联机构3-PRU,该机构有动平台、定平台和三个连接支链组成,动平台相对于定平台有2个转动和1个移动。该机构是个过约束机构,结构简单、对称,刚度高,控制简单。文中建立了运动学方程,通过计算给出了位置反解和Jacobi矩阵。     

一种三自由度并联机构的概念设计与运动学分析

从机构创新的角度出发,系统论述了一种三自由度并联机构(TAM)的概念设计思想.该机构采取变一条被动支链为主动支链的方法,在SKM400机构的基础上进行了非对称变型设计.与SKM400对比,建立了二者的运动学模型,计算了它们的位置逆解和速度.以雅可比条件数及其全域均值为指标,对机构的运动学性能进行了评价.从理论上说,TAM机构比SKM400机构简单有效,更具竞争性.     

一种新型四自由度非对称并联机构的运动学分析

在分析2-UPU/2-URU并联机构结构特点的基础上,运用封闭法对机构进行了位置分析,并验证了数值特例,利用球坐标搜索法得到影响并联机构工作空间的各种约束条件下的边界点,并通过MATLAB软件绘制工作空间的三维图形,得到约束条件对工作空间的影响规律,说明了其工作空间分布的特点,并进行了奇异分析。该机构是一种过约束机构,本文的研究为该机构工作空间优化设计和机构尺寸设计提供了依据,为该并联机构进一步的研究奠定了基础。     

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。     

并联六自由度微动机器人机构的设计方法

并联机构的对称性、高精度和高刚度等优点使其适合作为微动机器人机构 ,因此并联机器人的分析与设计理论和方法可推广应用于微动机器人。研究微动机器人机构的设计方法 ,建立了并联六自由度 Stewart微动机器人的空间模型 ,并分析了该微动机器人的机构尺寸与性能指标的关系 ,得到了各向同性、刚度性能图谱 ,是探讨微动机器人机构设计的有效分析工具     

新型4自由度并联机构的动力学建模与分析

对虚拟轴工作台并联机构做了静力分析和动力分析.采用分析静力学的虚位移原理建立静力平衡方程,并用该方程计算了机构处于某种静力平衡状态下的平衡驱动力及力矩.采用影响系数矩阵及应用达朗贝尔原理建立了机构的动力学模型,并对并联机器人做了虚拟样机动力学仿真.机构的力分析为虚拟轴工作台样机的主动副驱动力设计提供了参考.     

五自由度搬运机器人系统设计与运动学分析

设计了一种用于冲压生产线上下料操作的新型五自由度搬运机器人.首先,结合冲压生产线的应用需求设计了机器人的机械结构,并进一步构建了其控制系统;然后,对机器人运动学进行分析,建立机器人连杆坐标系,利用D-H法描述机器人正向运动学模型,并求解机器人逆运动学;最后,对机器人工作空间和运动精度进行描述,将工作空间分别投影到xy,xz,yz三个平面得到其具体参数,利用雅可比矩阵求解各关节最大容许误差,对机器人的参数设计和轨迹规划具有指导意义.     

新型四自由度并联机构结构及运动分析

提出了一种能实现空间三维平动和绕Z轴转动的4-PTT并联机构;应用螺旋理论对该机构的结构及约束特征进行了分析,并计算了机构的自由度;运用解析几何中的坐标变换和投影理论,求得了该机构位置反解的显式表达式;利用MATLAB以及ADAMS软件中的点驱动技术对该机构的运动输出和位置反解进行了仿真验证.该机构为一过约束机构,具有各分支完全相同、结构对称、刚度大等优点,可应用于工业装配机器人、微动机器人、多维减振平台、康复机器人等领域.     

平面3自由度并联机构奇异位形研究

目的由引起机构部分构件运动的几何条件分析不同分支间引起的奇异位形。方法定义了构件之间相对运动的运动螺旋,分析了机构可以实现的运动自由度的个数及形式,以单个分支上的运动螺旋线性相关性判别奇异位形,得到奇异位形的几何意义。对于不同分支引起的奇异位形,假设将所有主动构件固定,由引起机构部分构件运动的几何条件来描述奇异位形的物理特征。结果得到了2类奇异位形在工作空间的分布特征。结论机构所有关节运动螺旋的反螺旋系代表了机构的公共约束,给出了发生各类奇异的判别准则。     

一种过约束3自由度并联机构的位置正解研究

以一种过约束3自由度并联机构2-RTR&RSR为研究对象,利用解析法对其位置正解进行了分析,得到了一个只含一个未知量的16阶多项式,给出了该机构位置正解的所有可能解的解析表达式.并通过算例验证了算法的有效性.     

双重驱动平面并联机器人的振动控制

为了实现柔性机器人的高速高精度控制,抑制高速运动中的残余振动,提出一种新颖的柔性机器人机构,并基于双重驱动的思想研究了其振动抑制问题。以直线伺服电机作为机器人的主驱动源,实现高速精密点位控制,并采用脉冲整形技术减小末端残余振动;以压电陶瓷作为从驱动源,采用闭环反馈控制策略抑制末端残余振动。实验结果表明:采用输入指令整形减振技术和压电陶瓷相结合的抑振策略,系统稳定时间缩短80%以上,双重驱动的抑振策略实现了高速高精度的运动控制。     

大行程并联三自由度柔性微操作平台的设计

微纳操作技术结合了精密仪器技术、控制工程、计算机技术等科学,是一门综合性很强的技术,而微操作平台的设计与控制又是研究微纳操作技术的基础之一.本文基于杠杆放大机构设计了一种大工作空间的柔性并联三自由度微操作平台,即沿X/Y轴方向的移动和绕Z轴的转动,该平台主要有两个特点,一是平台的整体尺寸小;二是平台末端执行器的工作空间大,另外该设计还改进了堆叠压电陶瓷预紧装置的设计,有效的减少了压电陶瓷所受的剪切力;同时用3-PRR运动链来代替3-RRR运动链分析平台的工作空间.文章主要介绍了微操作平台的设计过程和平台的运动学分析,并建立了位置水平上的雅可比矩阵,最后得到了平台末端执行器的工作空间.     

新型四自由度并联机械臂及其位置分析

提出了一种新型四自由度并联机械臂,介绍了这种机械臂的结构布局.基于其结构几何关系,推导了这种机械臂的位置正、反解方程,在满足其结构约束条件的情况下,绘制了其定姿态工作空间轮廓图,为这种机械臂的实用化提供理论基础.这种机械臂具有结构简单、承载能力强、惯性小和工艺性好等优点,可广泛应用于现代工业领域.