基于Jacobian矩阵的5UPS-RPS并联机构全域性能指标分析

提出一种由一个RPS约束分支和5个UPS主动分支构成的新型空间对称五自由度并联机构.为研究动平台和定平台半径变化对该五自由度并联机构速度性能指标的影响规律,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,利用推导的Jacobian矩阵对机构进行速度全域性能指标分析,并绘出上述性能指标图谱,得到动平台和定平台尺寸变化对并联机构性能的影响趋势,同时也得到所给动平台和定平台尺寸范围内速度性能较好的尺寸,为机构优化设计提供了理论依据.

五自由度混联机构圆弧插补算法研究

提出了一种由两自由度并联机构和三自由度串联机构构成的五自由度混联机构-2SPU+U+RRR。建立了该混联机构的三维模型并搭建了试验样机,通过分析将其等效为U+RRR串联机构。对等效后的U+RRR串联机构进行运动学正反解分析,并验证了正反解求解的正确性,同时对两自由度并联机构进行了运动学反解计算,为机构控制奠定了理论基础。针对传统空间圆弧插补算法计算的复杂性,提出了一种基于等弧度数据采样的新型空间圆弧插补算法,简化了插补算法的计算量。通过Matlab仿真和样机实验,验证了上述插补算法的正确性。

基于改进三次B样条的灌木修剪运动轨迹光顺算法研究

针对复杂造型灌木修剪过程中机器人末端运动平稳性差的问题,提出了一种基于双切矢连续的改进三次B样条轨迹光顺算法。首先建立了线性轨迹拐角过渡模型,利用B样条曲线局部性质构造衔接点切矢约束,使初始不平滑的修剪轨迹经光顺处理后可达到G;连续;其次构建平面多段轨迹在不同光顺算法下的过渡曲线,经对比分析,本算法所构造的过渡曲线在相同逼近误差下,相比传统圆弧过渡算法曲率极值降低40.5%,相比传统三次B样条过渡算法在衔接点处曲率更加连续,整体光顺效果更优;最后为验证算法对空间修剪轨迹的光顺效果,建立了5轴关节机器人模型进行鸭形轨迹修剪仿真,结果表明本算法可使机器人末端速度极值提升13.5%,加速度极值降低86.9%,机器人各关节运动更平稳,验证了本算法在复杂修剪轨迹光顺方面的可行性与有效性。