新型三平移并联机器人机构动力分析与动态仿真

分析了一种新型 3{ R∥ R∥ C}型三平移并联机器人机构的动力学特性 ,并在 ADAMS上建立仿真运动模型 ,获得了有关运动学及动力学特性曲线 。

新型3{R∥R∥C}三平移并联机器人机构的特殊位形分析

分析了一新型 3{R∥R∥C}三平移并联机器人机构的特殊位形 文章先从分析该机器人动平台的平衡情况着手 ,采用旋量及运动影响系数矩阵方法 ,推导了机构出现特殊位形的判别矩阵公式 ,由此得出了该并联机器人机构出现特殊位形的条件 由分析可知 ,该特殊位形条件只包含了机构的方位角而不含任何几何尺寸 ,故此三平移并联机器人机构属只含位置奇异而无几何尺寸奇异形的机构 论文还在大型机械动态分析ADAMS软件上建立了仿真模型 ,由此验证了分析的正确性

一类新型三平移并联机器人机构的位置分析

分析了一类新型三平移并联机器人机构 ,求得其正逆运动位置的解析解 .较之已有的三平移并联机构 ,此类机构不仅位置分析解数低 ,求解容易 ,而且正解还具有一定解耦性 .机构运动的解耦性与机构的拓扑结构、尺度型、主动副的选择等多种因素有关 .本文研究的新机构采用特殊的几何配置极好地解决了并联机构多支路对称布置时不利于解耦、易多出非独立输出运动项的弊端 .同时 ,发现C ,P副的采用可降低运动求解特征数 (方次 ) ,而将C副中的线性移动作为主动输入时其解耦程度优于将旋转运动作为主动输入 .机构运动的解耦性为并联机器人的实时控制与规划提供了有利基础 .

三平移并联茶叶筛分机机构设计及运动仿真

为解决传统茶叶筛分机械不能实现多维振动的问题,提出了一种满足茶叶筛分需要的空间多维振动并联筛分机思想,并且基于并联机构的组成原理设计了筛分机的主体机构.该并联机构包含3条空间相互垂直的C-R-R支路,以动平台为茶叶筛分机筛面,能够实现3个方向的平移.应用D-H矩阵对该机构进行运动学建模,并且给出了运动学的正解和反解.结果证明筛面可以达到理想的运动需求,可以将此机构用于茶叶筛分机.在Pro/E中建立该并联机构的虚拟样机模型,利用Mech/Pro给虚拟样机添加运动副并导入ADAMS软件中,利用ADAMS进行仿真,验证了运动学正、反解的正确性.最后通过试验表明,X,Y,Z三方向的振动使得茶叶透筛时间缩短,筛分效果最优.

一种改进型三平移并联机器人运动仿真

在Delta机构的基础上,建立了一种改进型三平移并联机器人模型,基于软件C++Build-er结合OpenGL,实现了机器人的全部运动仿真。提供了一种方便简洁的用户界面,仿真速度快,精度高,机器人可平滑运动。用户可方便地控制机器人任意时刻的运动方向和运动状态。

基于2-CPR/UPS三平移并联机构的移印机运动学分析

目的提出一种基于2-CPR/UPS并联机构的三平移移印机,以扩展并联机构的应用领域,提高移印印刷质量。方法应用螺旋理论求解机构的自由度,并用修正的Kutzbach-Grübler公式进行验证。建立该机构Jacobian矩阵的数学模型,运用极限坐标搜索法求解其工作空间。根据Jacobian矩阵对机构奇异性进行分析,获得灵巧度指标在工作空间中的分布规律。结果该机构可实现三平移运动,工作空间呈长方体形状,内部连续无空洞且无奇异位置,灵巧度指标在工作空间中分布均匀。结论该三平移移印机可满足移印时的运动及工作范围需求,研究结果表明该机构在工作空间中无奇异位置且灵巧度性能良好。

三平移并联机器人的结构优化设计与运动学多目标分析

三平移并联机器人内置传感器偏离并联中心,实际反馈机器人姿态信息不及时,导致分析得到的机器人运动姿态外倾角较小,针对该问题,优化设计三平移并联机器人的结构并构建运动学多目标分析过程。重构三平移并联机器人传动支路,调节传感器放置位置,设定机器人仿真参数,简化处理为运动指标,构建结构动力学方程,几何描述三平移并联机器人运动姿态,形成多目标分析算法。搭建机器人实验平台,应用基于时空差异的运动学多目标分析方法、基于柔性动力学的多目标分析方法与所设计的多目标分析方法进行实验,结果可知:所设计的运动学多目标分析方法得到的机器人运动姿态外倾角最大,且符合机器人的运动实际。

新型三平移并联机器人控制系统设计

介绍了三平移并联机构及其基于该机构的装配机器人控制系统构成,控制系统采用PC机为上位机、T4VP运动控制器为下位机的双CPU硬件结构和基于Visual C++6.0、Windows操作系统的软件系统.

三平移并联茶叶筛分机的机械设计分析

对于茶叶制作来说,其中最重要的一个设备就是茶叶筛分机,目前,这个机器的使用范围是最广的,这种机械通常采用的都是三平移并联,这样可以保证筛框可以在平行面上来回移动。传统的茶叶分筛机械的筛框在移动的时候仅仅采用的是单向的自由移动,这就使得筛床上常常会出现查坯反复、跳跃与竖起的问题,筛选的标准也比较粗糙。不过,传统的机械因为在自由度上的缺失,很难在筛面上迅速均匀分布茶叶,减少了茶叶和筛面接触的面积,分筛工作的效率会受到很大程度的影响。在本文中给出了一种以基于三平移全解耦并联机作为基础的茶叶筛分机器,这种机器能够解决好传统机械在筛框运动方面的问题,能够更好的完成茶叶分筛分级的工作,且这样的机械在操作性上更加的简单易懂,也能很好的客服机械性能不稳定的问题。

半对称三平移Delta-CU并联机构的刚度建模与分析

研究了Delta-CU机构的刚度及其特性,运用虚拟弹簧法建立了支链的柔性模型,并给出了支链的静力学方程。利用旋量方法得到了支链中的运动微分映射,根据静力学方程得出机构的笛卡儿空间刚度矩阵,并通过有限元分析验证了矩阵的正确性。最后,利用虚功刚度指标对给定参数下的Delta-CU机构进行算例分析,并将其与Delta机构进行了比较,结果表明Delta-CU机构与Delta机构具有基本相同的刚度特性。

新型三平移2PPPa并联机构运动学分析与优化设计

以空间三平移并联机构作为研究对象,根据方位特征集设计理论和方法,设计一种运动解耦、结构对称、运动副简单、工作空间大的空间纯移动并联机器人机构,通过拓扑结构特性分析证明机构具有空间三维移动的运动特性,并建立运动学方程模型,推导得到运动学正逆解以及雅克比矩阵;在此基础上分析机构奇异性、操作空间、灵巧度等性能指标,以工作空间最大化的实际需求作为数学优化模型,选择萤火虫算法进行优化设计,通过优化后的结构参数尺寸进行算例分析。结果表明:优化后的工作空间性能得到显著改善,工作空间体积较优化前增加12%,优化后的参数为机构的应用设计和控制提供参考。

一种新型3-RRPU并联机构的运动学及鲁棒控制研究

针对现有的三平移并联机构大多正解不唯一、较难实现精确稳定运动控制的问题,提出了一种新的3-RRPU型三平移并联机构,同时研究了机构的运动学、动力学及轨迹跟踪控制方法。首先,运用螺旋理论分析了该机构三平移的原理,进行了驱动输入的选取与论证,对机构平台奇异性、驱动奇异性和支链奇异性进行了分析;其次,运用运动学理论建立了运动学模型,推导了位置正、逆解析解;再次,运用拉格朗日动力学理论建立了机构操作空间的刚体动力学模型;最后,提出了一种基于非线性反馈解耦的自适应滑模轨迹跟踪控制方法,以证明其控制稳定性,并基于动力学模型对空间轨迹跟踪精度和控制力矩进行了仿真分析。研究结果表明:3-RRPU并联机构的位置正解在一般位形下具有唯一性,机构的平台奇异位形和驱动奇异位形少且无支链奇异。该轨迹控制方法可使机构在载荷20 kg、速度0.18 m/s、加速度0.12 m/s 2下,实现0.002 m以内的高精度复杂轨迹跟踪;基于Sigmoid函数的轨迹控制方法还能有效削弱控制力矩的抖振,为实现工业领域高速、高精度、高性能的三平移运动提供了新方法。

3-RCR并联机构结构参数综合优化设计

少自由度并联机构优化设计的理论研究虽然取得了一定的成果,但其推广应用仍受到限制.对3-RCR并联机构位置进行了求解,得到了其雅可比矩阵,并获得了机构工作空间的体积和全域条件数;以此为基础对机构进行了参数综合优化,以工作空间的体积最大和灵巧度最高为目标,建立了优化设计数学模型,并用MATLAB遗传算法优化工具箱求解,得到了满足目标要求的结果,为机构的推广应用提供了理论基础.

3T1R并联机构结构设计与位置分析

基于方位特征集理论(POC),设计并研究了一种三平移一转动(3T1R)并联机构。首先,应用方位特征集方法,综合了一批满足功能要求的并联机构;然后,综合考虑实际应用要求,从中优选出一种具有开发潜力的并联机构,分析结果表明:该机构具有全对称性、可折叠性及承载能力强、工作空间大等特点;最后结合实例给出了优选机构的位置正、逆解方程及其求解算法,结果表明:其位置逆解方程可解析求解,且最多存在16组解;而正解方程不能解析求解,且最多存在8组解。

一种新型低耦合并联操作手及其运动学

根据基于方位特征(POC)方程的并联机构设计理论和方法,首先,提出了一种可实现SCARA运动的新型低耦合度的四自由度并联操作手CU-2PaRSS-Ⅱ,详细描述了该机构的拓扑结构;其次,计算了机构的耦合度,并建立了机构的正反解模型;然后,对该机构工作空间内的运动性能进行了分析,定量给出了机构的2个运动指标——工作空间体积和转动能力。最后,设计了该操作手样机的三维CAD模型。结果表明:该操作手比I4,Cross-Ⅳ等结构简单,但其工作空间及动平台转动能力相对较大,具有较好的开发、应用价值。

半对称2SPU-2RPC并联机器人机构设计与运动学分析

设计一种可实现三平移一转动的空间并联机器人机构。利用方位特征集理论分析机构的自由度和方位特征集。根据向量的外积和矢量法推导得到运动学逆解方程,同时根据Newton-Raphson方法计算机构的运动学正解,选择一组数值解进行正逆解互相验证。计算运动学的雅克比矩阵,分析运动学的奇异性。分析机构的可达工作空间和定姿态工作空间,研究参数对工作空间大小的影响。建立工作空间体积最大化数学优化模型,选择鲸鱼优化算法完成参数的最优化设计。结果表明:L_(2)、r越大,机构的操作空间越大,L_(1)、R越大,机构的操作空间越小;最优R、r、L_(1)、L_(2)分别为1、0.9992、0.3、1.5 mm。