一种四自由度空间并联机构的奇异位形解析

通过建立一种四自由度空间并联机构位姿约束方程 ,导出了该并联机构具有二维移动和二维转动的运动性质。推导出了奇异位形判别的解析表达式 ,在推导过程中引入数值—符号处理技术 ,得到了多项式代数方程中每一系数元素的数值—符号形式的解析表达式 ,并得到了奇异曲面方程及奇异曲面的截面曲线图。

2PRS/2PUS四自由度并联机构工作空间分析

针对一种新型2PRS/2PUS并联机构进行自由度的计算,分析了机构的输出特性。利用数值算法与欧拉角算法相结合,建立了机构的运动学逆解方程。对构件的约束条件进行详细分析,借助MATLAB软件运用比较搜索法对工作空间进行求解,并对求解出的机构工作空间进行了分析。研究表明,该机构的工作空间具有对称性、内部无空洞、截面形状规则等优点,分析结果为该类少自由度并联机构的进一步研究提供了理论依据。

一种新型四自由度并联机构的工作空间分析

新型四自由度2PUS-2PRS并联机构适用于搭建大型结构件的高速铣削装备。工作空间分析是其参数设计的基础。在分析该机构拓扑特性的基础上,首先运用矢量法构建了其位置逆解的解析表达式;并采用几何包络面理论,导出该并联机构工作空间受限的约束集合;进而通过数值求解,得到其定姿态工作空间截面面积与姿态角的变化规律。

一种四自由度混合型并联平台机构的工作空间分析

对 3 TRT/SPS四自由度混合型并联平台机构进行了分析研究。根据 3 TRT/SPS机构的位置反解方程 ,应用优化方法 ,确定了机构工作空间的边界 ,对机构工作空间的形状和体积的大小进行了分析计算 ,并讨论了机构参数对工作空间的影响。

一种四自由度并联机构的性能指标分析

通过改变并联机构的拓扑结构,得到了一种具有空间四自由度的并联机构。根据位置关系方程,通过理论推导,得到了机构速度和加速度映射解析方程,同时求出了机构的一阶和二阶影响系数矩阵。综合分析了机构的运动学和动力学性能指标,得到了影响多种性能指标的敏感因素。考虑量纲的不同,将Jacobian矩阵分离,在动平台任务空间内,研究了决定速度和力、角速度和力矩的性能指标。提出了对Hessian矩阵采用"分层"研究的方式,在任务空间内,得到了各支链扰动对机构加速度和惯性力性能的影响程度。研究结果为机构的设计和优化以及控制策略的选择提供了理论依据。

含驱动摩擦的四自由度并联机构动力学分析

在考虑驱动摩擦的条件下,对一种四自由度并联机构进行了动力学分析。完全描述该机构动平台的位姿需要4个独立的广义坐标,根据运动特性推导出机构输入与输出的解析表达式,并基于牛顿-欧拉法建立了机构的动力学模型。将3种不同的静态摩擦模型引入各支链移动副,以一种3次多项式为动平台轨迹方程,得到了机构运动副约束反力和各支链驱动力。计算结果显示了摩擦对机构驱动力和运动副约束反力的影响。

基于四自由度并联机构的数控机床研究

介绍一种基于混合型四自由度并联平台机构开发的五坐标并联机床 .由于其独特的机构设计 ,与基于 Stewart平台的并联机床相比 ,X方向的进给运动与运动平台分离 ,改由工作台单独进给 ,因而其工作空间成倍增大 .采用龙门框架结构和滚珠丝杠支承方案使机床获得更高的刚度 .给出了该机床运动学逆解 ,控制系统采用基于

一种新型四自由度并联机构设计与分析

根据放大尺原理构建具有大缩放比的六自由度菱形运动支链和四自由度菱形运动支链,将其作为并联机构组成支链,提出一种具有结构紧凑、工作空间大的新型四自由度并联机器人机构.依据等效替换原理,将菱形机构虚拟轴用传统串联运动支链的实轴替代,得到新型四自由度并联机构的等效模型.利用螺旋理论分析了新型并联机构等效模型各支链的运动螺旋系和约束反螺旋系,确定并联机构动平台具有两个移动自由度和两个转动自由度.

一种新型欠秩四自由度并联机构的输入输出速度分析

研究了一种新型2-TPR/2-TPS空间四自由度欠秩并联机构,该机构具有空间两维移动和两维转动四个自由度。为了解决该欠秩并联机构由于其输出位置参数存在耦合而导致的传统方法不能直接获得其输入输出速度关系的问题,利用机构驱动杆与动平台之间的速度映射关系,通过矢量矩阵推导的方法,依据参数解耦关系式,得到了该机构的输入输出速度传递关系矩阵。这种方法对于深入研究少自由度并联机构具有较大的参考价值。

一种混合型并联平台机构的工作空间分析

对 3 -TRT/SPS四自由度混合型并联平台机构进行了分析研究。根据 3 -TRT/SPS机构的位置反解方程 ,应用优化方法 ,确定了机构工作空间的边界 ,对机构工作空间的形状和体积的大小进行了分析计算 ,并讨论了机构参数对工作空间的影响。

一种新型四自由度并联机构的动力学分析与仿真

采用增加约束从动支链限制运动平台自由度,同时减少驱动支链的方法,得到了一种新型四自由度并联机构。分析了该机构的运动自由度,建立了该机构运动构件的输入、输出关系方程,同时利用牛顿-欧拉法建立含驱动摩擦的机构动力学模型。对该机构进行运动轨迹规划,采用编程计算,得到了在两种不同运动轨迹条件下的机构各构件受力。最后利用Matlab的Sim Mechanics工具箱对该机构进行了动力学仿真,验证了该机构理论计算的正确性。

4TPS-1PS四自由度并联电动平台动力学建模与位姿闭环鲁棒控制

4TPS-1PS四自由度并联平台是针对稳定跟踪系统需要而设计的一种新型并联机构,具有3个独立的转动自由度和1个移动自由度.对该新型并联平台进行运动学分析,将其分为上平台、电动缸、从动支链3个部分,利用拉格朗日方法建立了完整动力学模型,在此基础上提出一种适用于该并联平台的位姿闭环鲁棒控制策略.采用该并联平台特有的实时正解得到上平台实际位姿进行反馈,将平台作为一个整体进行控制,在任务空间内设计滑模变结构控制器,进行两自由度复合运动控制实验.结果表明,该控制策略是有效的,提高了平台的轨迹跟踪精度,平均位姿跟踪精度优于0.05°.

四自由度高速并联机器人的研究

综合新型四自由度并联机构的实际约束条件,建立了新型机构的运动学分析模型,求取了机构位置反解的显式解,建立了位置正解的Newton-Raphson数值迭代算法,优化了机构的尺度参数.针对我国食品生产与包装的实际需求,基于新型并联机构和机器视觉等先进技术,构建了面向食品生产与包装的自动高速并联机器人分拣系统.

新型2T2R并联机构及其位置求解

基于五自由度4-UPU并联机构演绎出一种新型四自由度4-UPU/PPS并联机构.通过螺旋理论分析可得,该机构具有两个移动和两个转动(two-translational and two-rotational,2T2R)自由度,在此基础上建立了该模型的位置关系方程.由于位置正解复杂,以机构各驱动支链长度为约束对象,建立了无约束非线性优化适应度函数.提出一种动态变权重的多目标粒子群优化算法来搜索此函数的全局极小点,从而将位置正解问题转化为一个多目标优化问题.随机选取20组并联机构实际输入进行位置正解计算,计算结果与动平台实际位置和姿态吻合,解决了该机构位置正解的求解问题.

一种新型四自由度并联机器人

提出一种用铅垂导轨上 4个滑块作为原动件的新型四自由度并联机器人 .该并联机器人的动平台能够实现两个方向的移动以及绕两个方向轴线的转动 .研究了该并联机器人的运动学建模方法 ,给出了运动学正、逆解 ,用 Grassmann几何法分析了该并联机器人在其工作空间内不会出现奇异形位 .

基于SimMechanics的4-UPS/PPU并联机构运动分析

基于构型演变,在4-UPS并联机构中,增加一条PPU从动支链,得到一种4-UPS/PPU并联机构,从动支链限制了运动平台一个转动和一个移动自由度。根据机构的输入、输出关系,建立了机构的运动关系方程,利用求导法,得到了机构的速度和加速度Jacobian矩阵。利用SimMechanics工具箱建立了机构运动仿真模型,在给定输入条件下,得到了运动平台随输入的位置、速度和加速度变化规律。结果表明:运动平台运行平稳,与理论计算吻合。

新型混联机床主体——3UPS+1RPU并联机构的自由度分析与仿真

提出了一种新型的以3UPS+1RPU并联机构作为主体机构,再将主体机构串联在y轴方向滑动导轨上,从而达到五坐标联动加工的一种混联机床的设计思路。对于该机床的主体机构——3UPS+1RPU非对称并联机构,基于螺旋理论进行自由度的分析与计算;在此基础上应用多自由度并联机构输入选取理论来确定该机构的驱动输入副。然后运用Solid Works对其进行实体建模;并导入到ADAMS中进行自由度性质和数目的分析验证。虚拟样机验证结果与理论分析的结果具有一致性,这为后续深入研究该新型混联机床其他方面的性能提供了参考依据。

3T1R并联机构运动学分析与优化设计

提出了一种可实现三维移动和一维转动的四自由度并联机构,它的2条相同支链通过被动转动副连接到动平台上,每条支链有2个相同分支,通过安装在基座上的移动副驱动。首先,阐述4PPa-2PaR并联机构的构型,通过螺旋理论验证机构的运动性质,基于机构自身特点研究机构的运动学特性;其次,利用数值法确定机构的工作空间,分析各设计参数对工作空间的影响,基于解析法研究机构工作空间的形状及满足的几何约束条件;最后,以工作空间占机构自身的比重为目标函数,设置影响工作空间的约束条件(如边界约束、不干涉性约束、避奇异约束和工作空间形状约束),并选择遗传算法对机构的尺寸参数进行优化设计。分析结果表明,优化后工作空间占机构自身的比重增大,工作空间体积也明显增大,优化结果可为后续样机研制提供参考依据。