一种3自由度颈椎牵引康复机构的误差分析与补偿

基于人体颈椎牵引康复机理以及颈椎部位精密易受损的特点,提出一种3自由度2-UPR/RPS颈椎牵引康复机构;对该机构进行了误差分析与补偿,以避免颈椎遭受二次损伤。首先,基于封闭矢量法对其误差建模,并根据全局误差灵敏度确定了11个重要误差;然后,根据给定的误差范围,分析了当z=600 mm、z=650 mm时动平台的全局位姿误差以及局部误差;最后,基于粒子群算法,得出4组误差补偿的最优解,并通过Matlab以及Adams软件对其进行了联合实验仿真分析。结果表明,该机构误差补偿效果明显,其全局位姿误差、垂直牵引局部误差分别降低了59.14%、89.47%,可有效保障患者颈椎的安全。

2-SPR/UPU新型并联机构运动性能分析

目的针对流水线中对安全质量有要求的产品分拣过程,提出一种2-SPR/UPU并联机构为主体的机器人,用于产品的分拣与装箱,便于减少人力,提高效率。方法首先用螺旋理论和修正的G-K公式对并联机构进行自由度的分析;其次采用封闭矢量法求解机构的位置反解;最后利用SolidWorks软件求解机构的工作空间,并在Matlab中进行编程绘制出机构的空间图。结果该并联机构具有3个自由度(两转一移),在X,Y,Z 3个方向的空间运动范围分别是−35°~35°,−35°~35°,290~380 mm。机构的工作空间呈蜘蛛网状,内部连续无空洞,说明其工作空间没有奇异点的出现,运动性能良好。结论2-SPR/UPU并联机构结构简单、平稳性良好且工作空间范围大,其具有的两转一移特性可以提高产品的检测分拣与装箱的效率。

2-SPR/RCU并联机构的运动性能与灵巧度分析

对一种自由度为2R1T的新型非对称并联机构2-SPR/RCU进行性能分析,判断其能否应用于医疗康复领域。首先采用闭环矢量法算出该机构的运动学反解,并利用粒子群算法验证了结果的正确性;接着利用一阶影响系数法求出其速度关系式及速度雅可比矩阵,并应用ADAMS软件进行了运动性能仿真分析,其仿真出的位移、速度、加速度变化曲线光滑平稳;最后以局部条件数LCI为评价指标对灵巧度进行了分析,得到了该机构关于局部条件数LCI的灵巧度性能图谱。结果表明,该机构的运动性能与传递性能优良,在精度要求高、位置累计误差要求小的医疗康复领域具有一定的应用前景,具体为一种人体颈椎康复机构。