一种含间隙解耦并联机构动力学分析与混沌现象辨识

以自主提出的一种两转动解耦并联机构为研究对象,阐述机构结构组成,并针对其运动副存在间隙状况,建立含间隙机构动力学模型;基于ADAMS软件进行动力学仿真,并分析在有无运动副间隙、不同间隙和驱动速度下,机构位移、速度、加速度以及运动副接触力的变化;借助Poincare截面映射法对解耦并联机构动力学行为中的混沌现象予以辨识,绘制Poincare映射图,揭示间隙对机构动力学特性的影响。研究结果表明含间隙解耦并联机构存在混沌运动现象,对其更进一步的非线性动力学研究有一定指导意义。

一类一平移两转动解耦并联机构及其位移分析

基于机构结构组成理论 ,揭示了机构运动解耦特性与机构活动度及其判定准则之间的内在联系 ,提出了拓扑解耦并联机构型综合的基本原理 :综合出一类 3自由度并联机构 ,其期望运动输出为一平移两转动 ,非期望运动输出为常量 :机构运动输入输出呈完全解耦关系 ,位置分析相当简单 ,从而显著简化了该类机构的控制与轨迹规划问题。

基于解耦并联机构的核主泵螺栓检测环形平台粗精两级快速调整

环形平台作为核主泵螺栓在线检测的移动和操作基准,其位姿快速、高精度调整是螺栓在线精确检测的关键。针对辐射环境环形平台位姿调整需求,提出了基于解耦并联机构的粗、精两级高精度快速调整方法,第一级粗调以6自由度解耦并联机构对环形平台进行初步调整,第二级精调以两独立方位特征子集对应的1T2R和2T1R解耦并联机构对平台按序进行水平度和同轴度调整;基于方位特征集理论,综合了粗、精两级调整解耦并联机构;提出了以海绵吸具在泵体弧形光滑外壁吸附形成固定支点,构造并联机构定平台,实现了各并联机构的快速安装、切换及拆卸。基于解耦并联机构的粗精两级快速调整,为实现核辐射环境环形平台的快速高精度调整提供了新思路。

一种新型解耦二腿三维平移并联机构及其运动分析

基于以单开链为单元的并联机器人机构组成原理,设计了一种动平台能实现空间三维纯移动的二腿并联机器人机构,对其进行了机构运动确定性分析、运动输出特性分析;还给出了其位置分析的正、逆解析解及速度解析解,讨论了该机构的输入-输出运动解耦性。

3-CUR解耦并联3D打印机结构优化与动力学分析

以熔融沉积成形3D打印机为研究对象,指出现有3D打印机存在的不足,阐述其输出运动特性,提出将解耦并联机构应用于3D打印机。选取3-CUR解耦并联机构作为3D打印机机械本体,论述其合理性,给出其输入输出间的映射关系,得到机构的运动雅可比矩阵和满足空间连续打印的驱动角范围。以灵巧度为目标,进一步优化了机构的驱动角范围,再以打印空间为优化目标,基于遗传算法得到机构参数的最优值。建立机构输入输出的误差模型,分析机构定位精度并进行误差补偿,最后基于牛顿-欧拉方法建立机构的动力学模型并进行验证,为样机设计提供理论依据。

并联机构构型研究概述

并联机构是一种新型机构,具有传统串联机构无法比拟的优点,是串联机构的补充和扩展,对于机床技术和机器人技术的发展具有重要作用。本文介绍了并联机构的由来、特点和应用,并详细介绍了少自由度并联机构和解耦并联机构的构型发展,指出了并联机构需要解决的问题。

3-CP_aRR并联机构的动力学分析及滑模控制

为建立一种新型三自由度解耦并联机构(3-CP_aRR)的刚体动力学模型和滑模控制器,详细地阐述了该机构的结构组成;通过运动学约束分析,研究了该机构的运动学规律,揭示了该机构在空间正交方向上的移动完全解耦特性,确定了支链末端转动关节为消极运动副;基于运动学分析的结果,运用Lagrange方程法建立了该解耦并联机构的动力学模型;基于上述分析利用滑模面设计了该并联机构控制器,基于Lyapunov函数分析了系统稳定性;通过实例计算,分析了驱动构件的线速度、驱动力的变化规律,与ADAMS虚拟仿真结果对比验证了动力学模型的正确性,并验证了滑模控制器的有效性和稳定性。上述研究为该解耦并联机构的样机制作和实时控制系统的研究提供了理论基础。

Kinematics and dynamics analysis of a 3-7R parallel decoupling mechanism

One kind of movable-pair analysis method is adopted to analyze the configuration of a 3-7R （revolute-pair） parallel decoupling mechanism, and the mechanism＇s characteristics are summarized. The mechanism has three orthogonal distributional branch-chains, and all movable pairs are rotational joints. The movable platform of the mechanism has x, y, z translational decoupling directions. Furthermore, in order to verify the mechanism＇s decoupling characteristics, the mechanism＇s kinematics analysis is solved, and the mechanism＇s direct/inverse kinematics model, input/output velocities and accelerations are deduced, which confirm its decoupling movement characteristics. Finally, one kind of mechanism link decomposed-integrated approach is adopted, and the mechanism＇s dynamics model is completed with the Lagrange method, which also proves its decoupling force characteristics. All of these works provide significant theory for the further study of the mechanism＇s control strategy, design, path planning etc.