Stewart结构六维力传感器力各向同性研究

对于Stewart并联结构的六维力传感器 ,当坐标系建立在下平台的几何中心处 ,根据传感器的静态数学模型 ,研究了力各向同性指标 ,得到力各向同性的具体解析表达式 ,同时对力各向同性进行了图谱分析 。

新型并联机床的力/运动传递各向同性性能及其分布

以并联机器人机构为原型的并联机床 ,其力 /运动传递各向同性性能是随其运动平台的位姿变化而变化的。本文应用并联机器人机构学理论 ,提出基于 6 -SPS并联三维平台机构的新型 6自由度并联机床的力 /运动传递各向同性性能评价指标 ,并给出这些指标在定位姿工作空间内的分布情况 ,这对该结构形式的并联机床的设计及其任务规划和控制有重要意义。

基于Stewart结构六维大力传感器的性能分析及结构优化

针对基于Stewart结构新型六维大力传感器在结构设计时存在诸多性能指标难以均衡的问题,对传感器的结构几何参数与其性能的关系进行了分析。依据基于Stewart结构六维大力传感器的测量原理,建立了传感器测量精度与一阶静力影响系数矩阵条件数的关系模型。通过分析力及力矩一阶静力影响系数矩阵和力及力矩柔度矩阵,揭示了传感器的各向同性指标、灵敏度及其各向同性指标与其结构参数之间的相互关系。并通过图谱优化方法和遗传算法对新型六维大力传感器的结构参数进行了优化。其分析结果将为六维大力传感器的结构设计提供有效的参考。

基于串联离合驱动的安全机械手静力学分析

以物理人机交互安全为背景,提出了基于串联离合驱动的安全机械手静力学分析方法。以末端执行器为参考点经过一系列推导得到关节限制力矩和最大各向同性力及最大接触力之间的关系及运算步骤,并以最大各向同性力与最大接触力的比值作为安全性能指标,应用于冗余机械手运动学中以优化机械手的操作性能。将末端执行器表面网格化,以平行四边形单元为研究对象推导得到单元上最大接触力的表达式。最后通过数值实例验证上述两种静力学分析方法的一致性、简便性和有效性,为根据机器人结构位形对力矩限制器进行标定提供了控制理论基础。

基于力矩限制器的安全机械手静力学分析

以物理人机交互安全为背景,提出了基于力矩限制器的安全机械手静力学分析方法,经过一系列推导得到关节限制力矩和最大各向同性力及最大可达力之间的关系及运算步骤。并以最大各向同性力与最大可达力的比值作为安全性能指标,应用于冗余机械手运动学中以优化机械手执行任务的能力。最后结合MATLAB软件进行算法编程,通过数值实例验证上述步骤方法的简便性和有效性,为根据机器人结构位形对力矩限制器进行标定提供了控制理论基础。