六自由度液压并联机构的故障诊断专家系统研究

针对六自由度液压并联机构故障复杂性和不确定性,结合PLC的电气控制技术、传感器技术、PLC的逻辑判断功能和编程软件的实时监控功能,建立基于故障树的六自由度液压并联机构的故障诊断专家系统。根据专家经验在液压系统常出现故障的部位设置故障监测点,根据动态数据库和系统参数静态数据库的对比结果与已经建立的知识库的按照规则推理方式确定系统故障点,提出合理的解决方案。

利用用户数据报协议数据驱动的液压六自由度并联机构虚拟现实技术

针对复杂系统虚拟现实技术应用时实现精准描述系统的动态工作原理,复现真实系统的运动控制功能比较困难的问题,以具有高阶、非线性、强耦合等特征的液压六自由度并联机构为研究对象,提出了一种利用用户数据报协议(user datagram protocol,UDP)实现专业软件MATLAB与虚拟现实开发软件Unity3D的虚拟现实技术。首先利用三维建模软件SolidWorks构建并联机构三维模型,将模型导入Unity3D软件中并对其施加关节约束;其次对并联机构进行运动学反解,建立MATLAB与AMESim联合仿真模型;最后通过UDP协议,实现MATLAB与Unity3D双向实时数据交互并驱动虚拟机构动作。仿真表明:虚拟机构动作完全符合真实物理系统的工作原理,基于UDP协议数据驱动的虚拟现实技术具有很好的准确性与实时性。

数字液压缸驱动的六自由度并联机器人刚度特性研究

六自由度并联机器人采用数字液压缸驱动相比于采用电液伺服缸驱动,具有成本低、可靠性高、抗污能力强和结构简单等优点,为研究数字液压缸驱动的六自由度并联机器人刚度特性,首先建立数字液压缸的数学模型并推导出闭环刚度,然后基于全微分法建立六自由度并联机器人的误差传递模型,并结合数字液压缸的闭环刚度,推导出数字液压缸驱动的六自由度并联机器人的刚度矩阵,并分析了刚度矩阵的影响因素,建立AMESim仿真模型并进行仿真研究,揭示出并联机器人各自由度的刚度与正开口量、滚珠丝杠导程等系统固有参数以及与并联机器人位姿之间的关系,研究结果还表明,当并联机器人沿除升沉方向以外的其他方向运动时,升沉自由度和其他自由度之间存在耦合,且耦合刚度会随并联机器人位姿的变化而变化。该研究对数字液压缸驱动的六自由度并联机器人研制及应用有一定的理论价值和实际意义。

一种基于Hexaglide并联机构的六自由度风洞模型支撑系统设计优化

风洞实验室内部六自由度支撑系统作为其整体试验机构的关键部分,可实现支撑模型在流场空间中进行位置和姿态的连续变化运动。文中以一种基于Hexaglide并联机构的六自由度支撑系统为研究对象,根据风洞试验中的运动特点与技术指标对支撑系统的构型进行设计,并运用遗传算法(帕累托最优解)对机构的运动算法进行多目标的运动学迭代优化,结果显示其滑块所需的最大驱动速度降低了近23%。同时运用SolidWorks仿真平台对系统进行运动学仿真,仿真结果验证了其算法的有效性,该六自由度支撑系统的设计和优化提供了理论支撑。

从专利分析看六自由度并联机构的研究

【目的】从专利申请的角度对六自由度并联机构的技术进行分析总结。【方法】通过检索统计分析了六自由度并联机构专利申请量的趋势、专利申请的分布及典型的技术方案。【结果】国外对六自由度并联机构的研究并不热衷,我国大力研究六自由度并联机构,其专利申请已经远远高于其他国家,同时,国内技术大部分掌握在高校和科研院所中,反映出科学技术的成果转化还有很大空间。【结论】通过对六自由度并联机构的专利申请进行分析,以期为相关人员提供参考和借鉴。

基于印刷机轴孔装配的六自由度并联机构反解算法研究

印刷机套筒轴孔装配过程中由于套筒质量大、所需要的配合精度高、人工安装效率低且对工人身体会有一定的伤害。六自由度并联机构具有负载能力强和运动精度高等优点,因此使用六自由度并联机构作为装配过程的操作平台,六自由度并联机构的反解算法能让装配过程得到更好的控制,精度达到更高的要求。印刷机套筒装配机器人以六自由度并联机构为基础,以研华工控机为控制系统的平台,对六自由度并联机构进行反解算法的研究,为后续智能装配做好研究基础。

并联六自由度平台机构机械误差分析与检测

分析了影响并联六自由度平台机构姿态控制误差的因素，认为在位置精度要求较高的场合，减小因机械加工、安装误差对平台姿态控制精度的影响是关键之一。由此引入了通过测量平台的系列变化姿态间接测量计算平台实际结构参数，并在控制软件中进行补偿以减小误差提高姿态精度的方法。针对测量随机误差对测量计算结果的影响，提出了改进措施。

六自由度压电驱动并联微动机构设计与分析

采用理论分析、有限元分析与仿真方法相结合的方法,设计并分析了一套新型的压电陶瓷驱动的六自由度并联微动机器人机构,充分发挥压电陶瓷和并联机构的优点,实现了并联机器人机构、驱动、检测一体化设计。经过实际检测证明,所采取的方案是合理可行的。

液压六自由度并联机器人控制策略的研究

以所研制的大负载液压六自由度并联机器人试验样机为研究对象 ,通过对其系统特性的分析 ,探讨了该类控制系统的控制特点和适用的控制策略 ,提出了一种具有输入、输出前馈补偿的模糊自适应PID控制策略 ,并在试验样机上作了实验研究 .实验结果表明 :该方法可在较大程度上补偿系统的非对称特性 ,并能提高系统响应快速性。

基于并联六自由度电液伺服机构的力控制方法

基于并联六自由度机构的广义力数学模型,提出了基于单缸力小闭环和平台输出力大闭环的力控制方法.为了减小或消除平台运动位姿对力的影响,对各缸协同力控制及其影响因素等相关问题进行了分析,提出基于单缸位置补偿的力控制策略.建立了并联六自由度电液伺服机构单自由度力控制实验系统,并将所提出的力控制方法成功地应用于并联六自由度电液伺服机构的单自由度力控制实验.通过比较分析,总结出较为理想的并联机构力控制方法.

利用正交位移测量系统进行六自由度并联机构参数标定

为了简化六自由度并联机构的参数标定过程,提高标定效率,降低标定成本,提出了基于正交位移测量系统的位姿测量装置及方法。首先,研究了该装置的位姿解算方法,利用空间解析几何的方法,求解其运动学正解与逆解。其次,利用微小位移合成法,建立了并联机构及正交位移测量系统组合体的误差模型。然后,基于误差模型,构建了组合体参数误差辨识的最优化问题数学模型,其中,传感器示值的平方和最小为目标函数,组合体的结构参数误差为设计变量。最后,利用正交位移测量系统对六自由度并联机构位姿进行测量,利用OASIS奥希思软件直接搜索出参数误差最优解,将其补偿到并联机构控制系统中,完成并联机构的参数标定。标定前后位姿误差对比表明:最大位置误差降低了58%~96%,最大姿态误差降低了92%~97%。利用正交位移测量系统进行并联机构参数标定,不仅可有效提升并联机构的定位精度,还可有效简化标定工作,提升标定效率,降低标定成本。

直线电机驱动六自由度并联机构动力学特性研究

直线电机驱动的六自由度并联机构可以实现高精度宽频带运动,在惯性单元校准、振动测试等领域具有广阔的应用前景。为了减小直线电机驱动对六自由度并联机构造成的幅值衰减问题,对机构进行动力学前馈控制分析。首先利用牛顿-欧拉法建立并联机构的动力学模型,简化动力学方程获得机构驱动力关系,在实验平台上进行实验,验证动力学模型准确性。利用传统运动学控制系统,结合动力学模型,设计一种动力学前馈控制方法,降低给定轨迹运动误差。实验结果表明,直线电机驱动的六自由度并联机构增加动力学前馈控制后,在沿X、Y、Z轴进行单自由度正弦运动时,运动误差分别下降55.5%、54.2%、59.8%。

基于关节力传感器的并联六自由度机构标定方法

提出了一种基于关节力传感器的并联六自由度机构结构参数标定方法。从力学角度出发,通过测量并联六自由度机构各关节驱动力,利用并联六自由度机构自身的运动学和动力学模型构造相应的辨识模型,实现其结构参数的标定。通过标定仿真验证了该方法的实用性和有效性。

基于外部坐标测量的六自由度并联机构标定方法

针对六自由度并联机构校准精度问题,提出了一种基于外部坐标测量的标定方法。利用通用测量设备测量并联机构的位姿信息,构造一个统一度量的残差方程,其构造方式保证了所有几何参数的可辨识性,从而不再需要设计和加工专门用于标定的各种辅助机构和冗余传感器。在此基础上,通过对冗余方程组的优化求解,可以得到并联机构各参数的估计值,并用它们替代理想参数进行反解运算,实现误差补偿。仿真表明,此方法能够抑制测量噪声的影响,发挥并联机构不存在误差累积的特性,标定后并联机构校准精度能够达到测量噪声的量级。最后将此方法应用于实际设备的标定,经过误差补偿后其精度提高了5倍以上。

六自由度绳牵引并联机构的可达工作空间分析

提出一种由 7根绳牵引的六自由度并联机构 ,建立其数学模型 .对机构进行基于矢量封闭原理的可达工作空间分析 ,同时采用 Monte- Carlo技术在 Matlab环境下编程进行仿真 ,验证所采用分析方法的可行性 .仿真结果是可达工作空间的数值近似表示 ,可通过提高所提取的点数来提高显示精度 .

六自由度电液伺服式并联机构的设计

介绍了六自由度并联机构技术的应用,以六自由度运动为研究对象,对六自由度并联机构进行 运动建模分析,介绍了六自由度并联机构电液伺服系统的设计。实验结果验证了关于六自由度并联机构运 动建模的正确性及电液伺服系统设计的可靠性。该技术具有广泛的应用前景。

可移动六自由度并联机构的位姿参数辨识及误差分析

针对可移动的空间六自由度并联机构的位姿辨识问题,通过测量多种位姿状态下运动平台上任意一个测量点的绝对坐标,构建运动学方程组并进行优化求解,实现了未知方位的并联机构位姿参数辨识以及测量点在动系中的坐标辨识,再根据测量点的目标位置,求解出各驱动杆的调整量,从而实现并联机构位姿的运动控制。采用Trust-Region Dogleg优化算法实现了冗余方程的求解,并且通过实验进行了验证。仿真和实验表明,对测量点坐标的辨识精度高于对并联机构自身位置的辨识精度。当并联机构自身运动误差不大于0.02 mm时,运用此方法并联机构在绝对坐标系中的定位误差能够控制在0.3 mm以内。

六自由度绳牵引并联机构的轨迹规划

建立所设计的六自由度绳牵引并联机构的运动学逆解模型后 ,提出 1种计算拉力的算法 .以动平台末端执行器能实现∞型的轨迹为目标 ,进行运动规划 ,研究绳的运动特性 .仿真结果表明 ,绳的速度值和加速度值 ,始终不大于动平台末端执行器的速度值和加速度值 .绳的加速度值和末端执行器的加速度值 ,同属 1个数量级 .同时 ,一些绳的拉力的变化不大 (处于“关”的状态 ) ;而另外一些绳的拉力的变化很大 (处于“开”的状态 ) .这些运动轨迹规划的仿真结果 ,能为以后该机构的运动控制方案的研究以及控制系统的设计 ,提供依据 .文中提出的运动轨迹规划方法 。

并联六自由度机构运动学与动力学标定对比

为了研究并联六自由度机构不同标定方法的适用性，依据运动学标定和动力学标定，分别建立了并联六自由度机构的标定模型，并通过数值仿真对标定效果进行对比分析。结果表明：运动学标定方法对提高机构运动正解精度更为有效，正解误差比动力学标定的结果小4．9％，有利于传统的基于关节空间的并联机构控制策略；动力学标定方法对提高机构动力学模型精度更为有效，关节驱动力误差比运动学标定的结果小5～25N，更适合基于工作空间的并联机构控制策略。

一种新型3-U^rSR六自由度并联机构的位置与作业空间分析

机构的位置和空间分析是分析和研究机构的基础,文中提出一种新型3-UrSR并联机构,采用球面2自由度五杆作为驱动装置;对机构的自由度进行了计算,对该机构的位置反解进行了分析,并用Matlab软件解析得到8组解并对其对应图形进行了绘制,最后用实例对反解进行了验证,并给出了该机构的空间求解算法和图形。