基于灵巧性的3T1R冗余驱动并联机构输入优选

针对冗余驱动并联机构选择不同的运动副作为主动输入的优劣问题,提出了1种3T1R冗余驱动并联机构输入优选的新方法。分别建立3T1R冗余驱动并联机构选择不同主动输入时的完整雅可比矩阵,并将其分为力矩阵、力矩矩阵2部分;计算力矩阵、力矩矩阵全域条件性指标,绘制机构在给定部分位姿参数的力矩阵、力矩矩阵灵巧性与其他可变位姿参数的关系图谱;根据全域条件性指标与关系图谱优选出最佳输入副。利用所提方法对4-UPU/SPS冗余驱动并联机构进行输入副的优选,结果表明,所提方法简单、有效。

基于逆雅可比矩阵的三转动弱耦合并联机构构型综合

为获得承载能力大且容易控制的三转动并联机构,本文以逆雅可比矩阵中奇异向量的含义为切入点,将机构的运动耦合性与驱动力螺旋之间的空间几何关系建立联系,进而提出一种三转动弱耦合并联机构构型综合方法。首先,根据机构不同方向运动耦合性需求,构造逆雅可比矩阵,并以此推导各支链中驱动力螺旋需满足的空间几何条件;其次,根据驱动力螺旋与被动副运动螺旋之间的关系及约束螺旋与所有运动副运动螺旋之间的关系,得到支链中运动副的类型和布置条件,并对驱动副为机架副的支链进行了综合;进一步,制定了支链的选取和组合原则,基于上述原则,完成了三转动弱耦合并联机构构型综合;最后,通过对3个实例进行运动耦合性分析,验证了所提方法的正确性。

一种新型大转角弱耦合并联髋关节外骨骼的设计及分析

为解决并联髋关节外骨骼工作空间小、正运动学建模困难、控制复杂的问题,设计出一种具有大转角、弱耦合特性的生物融合式髋关节外骨骼。开展了二级移动副详细结构的设计,得到了计算沟槽坡度的表达式。采用封闭矢量法推导了人-机复合体的位置正解与逆解,对逆解进行求导,得到了人-机复合体的逆雅可比矩阵。性能分析表明,人-机复合体具有运动范围大、内部无奇异、力传递性能良好、便于控制的优势。