基于C集的少自由度并联解耦机器人构型综合

针对并联机器人各支链间相互运动耦合的特性以及各支链基座在世界坐标系的位姿问题,提出基于C集的一种少自由度并联完全解耦机器人的构型综合方法。阐述C集的基本概念并分析其运算法则;在C集理论的基础上,通过分析机构的组成特性,给出少自由度并联完全解耦机器人构型综合的具体步骤;依据此综合理论,实现三平动(3T)解耦并联机器人构型综合,得到了末端具有3T运动特征的并联机构组合。进而,以传统运动副、对称结构的3T并联机构为主要研究类型,构型出一种并联机构3-PRRR,并分析该机构的雅可比矩阵。结合ADAMS仿真软件验证新机构的解耦性能,结果显示:机构3-PRRR完全解耦,验证了所提方法的有效性。

少自由度并联机器人机构的静力分析

与6自由度并联机器人不同,少自由度并联机器人机构的支链不仅传递驱动力,同时还要向末端提供约束力,然而在对此类机构进行静力分析时,现有的研究都忽略了约束力的传递特性。为此,以微分流形理论为基础,分析指出少自由度并联机器人末端的完整力空间应包括驱动力子空间和约束力子空间,并以此为基础,利用虚功原理,给出一种建立此类机构输入与输出广义力间完整映射的方法。此完整力映射包括驱动力映射矩阵和约束力映射矩阵。通过计算这两个矩阵的条件数,可以分别分析此类机构驱动力和约束力的传递特性。该分析方法的物理意义和数学理论相统一,且概念清晰,便于深入理解少自由度并联机构静力传递的特性。最后,以3-UPU并联机器人机构为例进行实例分析。

少自由度并联机器人的研究现状

并联机器人是20世纪80年代新兴起的先进技术,它从一出现就受到国内外众多学者的关注。并联机器人技术已经从理论研究走向实际应用,而少自由度并联机器人是近年来并联机器人研究中的一个热点问题。本文综述了少自由度并联机器人国内外研究现状以及关键技术的研究进展,指出少自由度并联机器人理论及应用领域有待深入开展的研究方向。

六自由度并联机器人输出解耦控制

六自由度并联机器人是一个非线性多输入多输出系统,各自由度运动输出之间存在耦合.利用反馈线性化和PD控制,仅实现了平移运动间的解耦,而旋转运动之间仍然存在耦合作用.为实现并联机器人运动输出间的完全解耦,在反馈线性化控制的基础上,设计了一种新的解耦控制器,利用该控制器可以进一步实现并联机器人的旋转输出解耦,同时,给出了控制器解耦性能的仿真验证.

平面2自由度并联机器人的解耦控制和仿真分析

以平面2自由度并联机器人为研究对象,推导其运动学模型,在运动学模型的基础上结合欧拉-拉格朗日动力学方程推导其动力学模型,根据得到的动力学模型引入计算力矩解耦控制方法,并证明该方法在理想估计与非理想估计下,对应的李雅普诺夫函数是全局渐进稳定的,从而得到解耦控制率方程,根据控制率方程和机器人的实际结构参数搭建Simulink仿真模型,进行运动控制仿真,仿真方法有:基于传统PD控制器的计算力矩解耦控制仿真方法和基于自适应模糊控制器的计算力矩解耦控制仿真方法,仿真输出机器人跟踪给定运动轨迹的效果图和误差图。仿真结果表明,无论是在理想或非理想状态下,计算力矩解耦控制方法确实可以使控制系统趋于稳定,且跟踪误差小,通过比较可知,基于自适应模糊控制器的计算力矩解耦控制方法的效果更佳。

无过约束少自由度并联机器人构型设计方法

基于约束和集合论的观点研究无过约束、少自由度的并联机器人构型条件,提出无过约束构型设计的系统方法和一般步骤。以三自由度并联机器人为例,详细讨论无过约束构型设计的具体过程,综合出一类新的完全对称无过约束三自由度并联机器人。比较过约束结构与无过约束结构的差异。为少自由度并联机器人的构型综合提供了一种新的观点和方法,亦为消除过约束对运动副形位误差的敏感性提供了新的途径。

一种少自由度并联机器人雅克比分析的新方法

提出一种对称少自由度并联机器人雅克比方阵的建立方法.利用螺旋理论分析单个支链的结构,找出动平台对驱动关节的映射系数,根据不同的输入选取,对映射系数进行组合,去除映射系数矩阵中非独立运动参数对应的列,得到满秩的映射系数矩阵.对映射系数矩阵求逆,得到对称少自由度并联机器人的雅克比方阵,说明了运动输入与运动输出之间的对应关系,并得到实例验证.

新型6自由度并联微动机器人微运动学及其运动解耦性分析

利用坐标变换法,建立了新型6自由度并联微动机器人的微运动学模型,并对其运动解耦性进行分析;采用不同的初始驱动位移量和驱动方式,对该机器人的有限元模型进行分析,进一步讨论了其微运动学上的解耦性,最后对研制的微动机器人样机进行了运动解耦性测试和验证。该并联微动机器人的运动解耦,为其动力学分析、控制及其标定的简化提供了理论基础。

少自由度并联机器人构型特征研究

应用螺旋理论与集合论原理,按照支链并联、回路耦合的观点,进行少自由度并联机器人构型特征的研究。总结了支链并联约束特征和回路过约束耦合特征及其符号表示,推导出了机构总过约束数与基本回路过约束数的关系,提出了全回路过约束、多回路过约束以及单回路过约束的概念。简要讨论了过约束对少自由度并联机器人机构的影响,以及两种构型特征在构型综合和构型优选方面的应用。研究结果为并联机器人的构型综合和构型优选提供了一种新的观点和途径。

一类可重组模块化少自由度并联机器人

提出了一类可重组的模块化少自由度并联机器人,其分支运动链都由单自由度运动副构成,具有相同的模块化结构,通过改变分支运动链自身和相互之间的结构关系,可以得到三自由度、四自由度和五自由度的并联机器人。由于分支运动链中不含有闭环子链和复合铰链,使制造成本降低且容易保证精度。

少自由度并联机器人机构的静力分析

从基础来说少自由度并联机器人与6自由度并联机器人是不一样的,少自由度并联机器人的机构的支链有着重要作用,可是在对少自由度并联机器人机构进行经历分析的时候,目前的研究将约束力的传递性给忽视了。为此,我们以微分流形理论作为根基,分析并指出少自由度并联机器人末端的完整力空间的内容,主要包含驱动力子空间和约束力子空间,并将这两个作为根据。运用徐公园里,建立与这种机构类似的输入和输出广义力间完整映射的方式。这种输入和输出广义力间完整映射主要包括两个方面,及驱动力映射柜阵和约束力映射柜阵。通过计算这两个矩阵的条件数,可以分别分析此类机构驱动力和约束力的传递特性。

一种新型具有三维移动自由度并联机器人运动学分析

基于以单开链为单元的并联机器人机构组成原理 ,设计构造了一种动平台能实现空间三维纯移动的并联机器人机构 ,进行了机构运动输出特性分析及运动确定性分析 ;给出了其位置分析的正、逆解析解 。

基于咀嚼特性的少自由度咀嚼机器人设计

咀嚼机器人是一类能够模拟人类咀嚼行为的机器人,现有的咀嚼机器人大多是6自由度并联机构,而6自由度并联机构本身结构复杂、制造成本较高、控制困难。针对这一情况,从人类咀嚼运动可分为切碎和研磨两个阶段的特点出发,以3-UPS/RPP并联机构为原型设计了一种少自由度并联咀嚼机器人;在三维建模软件UG中建立了CAD模型,对其进行了相关的运动学分析;模拟人类咀嚼过程中的切碎和研磨,在虚拟样机分析软件Adams中进行了运动仿真。结果表明,咀嚼机器人可以实现对人类咀嚼性能的模拟。

具有被动分支自由度为3和4并联机器人机构综合与性质研究

1项目负责人及所在单位：路懿,燕山大学 2起止年限：2006年1月～2008年12月 3项目简介 一些少自由度并联机器人有结构耦合约束,对制造误差高度敏感,导致不期望的自微动。由于控制系统难以消除这种自微动,严重影响少自由度并联机器人广泛应用。

一种两转一移完全解耦并联机器人机构及其特性分析

提出一种具有两转动和一移动自由度的完全解耦并联机构,运用约束螺旋法对机构的自由度数目和运动特性进行分析,推导出了该机构位置正反解的解析表达式,进而求得机构的雅可比矩阵,验证了机构的解耦特性,并对机构的奇异性进行了研究。所提出的解耦并联机构丰富了机构构型库,对其进行的性能分析证实了机构解耦特性,从而为其进一步的应用奠定了理论基础。

并联机器人机构的创新与应用研究进展

简要介绍并联机器人的研发历史和现状,重点介绍了实用化进程较高的Stewart平台、Delta并联机器人和Tri-cept并联机床的应用,同时介绍了我国在并联机床研制方面的情况。评述了近年来在少自由度并联机器人机构的机型创新与应用方面的研究进展。认为具有各自应用背景的新型并联机器人机构成为并联机器人研究的热点。提出了并联机器人机构研究需要解决的问题。

少自由度并联机器人机构的型综合原理

通过分析少自由度并联机器人机构的结构约束螺旋特性和几何条件,建立了少自由度并联机器人机构型综合理论,并用此对少自由度并联机器人机构进行了综合,得到多种有应用前景的机构。

新型少自由度并联机器人装备关键技术与工程应用

当前时期，机器人技术及装备已成为国家制造业升级的重要战略选择方向，面向工程应用的少自由度并联机器人机构创新与设计问题也受到国际学术界和工业界的高度关注。虽然发明的机器人机构浩如烟海，但工业界认可的产品屈指可数，遇到的问题是：①如何将并联机器人基础理论研究与国家发展高端装备制造业的重大需求紧密结合，掌握真实机构的设计理论、方法与工作流程，攻克核心关键技术，开发出工业中应用的机器人产品？

并联机构构型研究概述

并联机构是一种新型机构,具有传统串联机构无法比拟的优点,是串联机构的补充和扩展,对于机床技术和机器人技术的发展具有重要作用。本文介绍了并联机构的由来、特点和应用,并详细介绍了少自由度并联机构和解耦并联机构的构型发展,指出了并联机构需要解决的问题。