一种新型半对称三平移一转动(3T1R)并联操作手的运动学研究

基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论与方法,提出了一种能实现三平移一转动(3T1R)的2RRPaR+2RSS并联操作手机构。对该机构进行了结构特性分析,计算了其自由度及POC集,并得出其耦合度为2;依据该机构的结构特性及几何约束条件,采用二维搜索法对该机构的位置正解进行了求解,推导出了其位置逆解,并验证了位置正逆解的正确性;基于该机构的逆解公式,计算出其三维工作空间,并得到了一组Z向不同截面的切片形状,同时对Z=1000 mm截面处的转动能力进行了分析;最后,基于雅可比矩阵对机构奇异位形进行了分析。研究结果表明:所提2RRPaR+2RSS机构在与H4机构主要尺寸参数相同的情况下,其工作性能总体优于H4机构。与H4机构相比,所提机构的工作空间增加了27.87%,其转动能力提高了4.35%。

冗余驱动的平面并联操作手的输入力优化

介绍了带冗余驱动器的平面并联操作手的两种结构,基于动力学方程分析了它们对不同的优化目标的输入力最优化问题.结果表明,加入冗余驱动。

球面并联操作机的尺度综合方法

研究三自由度球面并联操作机的全参数尺度综合方法。综合模型考虑了灵活度各向同性条件和最优传力特性,得到满足这些性能指标的尺度参数解析解。为基于并联球面操作机的数控回转台设计提供了理论依据。

基于弦方法的平面并联操作手工作空间分析

采用一种工作空间边界求解的新方法———弦方法对平面并联操作手工作空间的综合问题进行了研究。首先给出了弦方法的基本原理和求解步骤。在平面并联操作手运动学分析的基础上,利用弦方法易于加入约束条件的特点,以机构的灵巧性指标为约束,采用约束跳步优化搜索算法得到具有良好运动学特性的工作空间边界。最后给出了几个具体的设计算例。

2-RPaRSS并联操作手运动副间隙误差分析及补偿

针对新型3T1R并联操作手2-RPaRSS存在运动副间隙引起的定位偏差,造成操作手的实际轨迹与理论轨迹不吻合的问题,提出了一种基于自适应混合粒子群优化(AHPSO)算法的轨迹修正方法。建立操作手包含的各类运动副误差模型,在模型中将间隙误差完全等效成杆长误差;根据逆运动学方程建立并联操作手2-RPaRSS的位姿误差模型,得到关于输入、输出的微分关系式,并引入驱动杆输入角补偿量;利用粒子群优化(PSO)算法对补偿量寻优,将间隙误差补偿问题转化为求适应度极小值问题;通过混合权值自适应调整、学习因子自适应调节、混沌扰动范围自适应调节策略改进了PSO算法,得到AHPSO算法。仿真结果表明,AHPSO算法性能优良,具有更好的收敛性和稳定性,对并联操作手运动副间隙误差的补偿是一种有效方法,补偿后定位精度得到了明显改善。

3-RRR并联操作手灵巧度分析

研究3-RRR机构的灵巧度。将3-RRR并联机构的8种拓扑结构分为两类,推导出两类拓扑结构的运动学模型。基于机构的逆运动学模型,得到雅可比矩阵;将雅可比矩阵条件数作为灵巧度评价指标,比较两类拓扑结构的灵巧度。比较结果表明,第一类拓扑结构具有较好的灵巧度。因此,实现建造3-RRR并联机构,通常采用第一类拓扑结构。

氢气压缩机并联操作压力的调控

介绍了金陵石化烷基苯厂加氢装置改造后,两台4级压缩氢气压缩机并联运行中,各级压力控制问题的分析。

基于Fluent的并联操作压缩机汇流管道模型设计

针对某项目CO_2压缩单元并联操作压缩机出口汇流管道的设计问题,本文利用Fluent软件模拟汇流管道模型,研究在T型三通前增加偏心异径管、同心异径管和支管气流不同入射角度的两种情况下,分析气体混流前后的压力、速度和主管中心能量等参数的变化。计算结果表明:T型三通前增加偏心异径管汇流后的主管气流对下管壁的冲刷非常大,同心异径管汇流后的主管中心能量波动小;支管Inlet2入射角为45°时速度梯度在管道中间处最大,主管中心能量波动最小,管道内流型最为稳定,气流对管道上下管壁的影响非常小,故45°为最佳入射角。

Z4型冗余驱动并联操作器的驱动特性研究

并联操作器作为串-并联式混联加工装备的核心模块,其驱动特性对系统性能至关重要。以Z4型冗余驱动并联操作器为研究对象,提出一类驱动特性评价指标,并基于该类指标对其进行任务空间优选和伺服扭矩参数预估。首先,采用封闭矢量法求解操作器的运动学逆解,并构建无量纲雅可比矩阵以评估其运动学各向同性。其次,运用Lagrange法建立操作器的刚体动力学模型,并基于最小二范数法进行驱动力分配。接着,选取末端刀尖点为参考点,定义加速度、速度和动态切削力的驱动各向同性指标和驱动扭矩指标。最后,基于所提指标,搜索综合性能良好的任务空间,确定伺服扭矩参数,并通过实验验证所选电机满足使用要求。

二移动自由度并联操作臂的动力学建模

应用Lagrange乘子法研究了一种二移动自由度并联操作臂的动力学问题,该方法可避免关节空间与操作空间的坐标变换,计算效率能够满足实时控制要求。描述了这种具有高刚度、高灵活性和结构模块化强的操作臂结构,求出了它的位置、速度、加速度和Jacobian矩阵的表达式;建立了带有广义坐标变量的系统动力学模型,按照给出的运动轨迹和操作臂质量、加速度等参数进行了动力学仿真,其结果揭示了关节驱动力与上述参数间的内在联系。

链式流程并联操作在颅脑损伤患者急救中的应用

目的缩短颅脑损伤患者的抢救时间,提高抢救成功率,规范急救护理流程。方法采用回顾性调查与分析的方法,将2009年2-12月抢救的90例颅脑损伤患者列为对照组,2010年1-10月抢救的94例颅脑损伤患者列为观察组。观察组采用链式流程并联操作的抢救模式计算完成基本生命支持所需最短时间,对照组则采用传统抢救模式计算完成相同操作所用的最短时间。结果观察组采用链式流程以并联操作的思路明显减少了抢救的基础时间和相关时间,抢救成功率显著高于对照组。结论链式流程并联操作的各个环节密切配合,使急救护理流程更加完善,在颅脑损伤的急救中具有较强的实用性和可操作性。

结构解耦6-PSS并联微操作平台的研究与开发

利用并联微操作机构的构型原理 ,提出了结构解耦 6- PSS并联微操作平台新机构 ,描述了微操作平台的运动学模型、静刚度模型、一体化结构模型、几何误差模型和标定策略 ,研制了微操作平台样机 ,给出了其测试结果。研究表明 ,该并联微操作平台的结构解耦及一体化结构是成功开发的关键 ,为微操作平台机构构型和结构设计提供了新思路。

并联微操作手运动空间分析

工作空间分析是设计微操作手的一个重要因素。对微操作手的定姿态工作空间和不定姿态工作空间进行研究：对定姿态工作空间采用一维搜索法求得边界点;对不定姿态工作空间，利用微操作手的激动特性，使用MonteCarlo法求得工作空间的边界曲面。用实例进行仿真计算，同时考察结构参数对工作空间的影响，得到一些规律性的变化关系，结果可以指导微操作手实际结构参数的确定。

微操作并联机器人几何误差建模的参数误差转换法及误差敏感性分析

提出微操作并联机器人几何误差建模的参数误差转化法,建立正交结构6-PSS微操作并联机器人的几何误差模型,通过构造几何误差模型的Lagrange条件极值方程,对误差进行敏感性分析,最后讨论了各类参数误差在终端几何误差模型中的关联性。研究表明:所提出的方法简单明了,行之有效。

求解6-PSS并联机器人操作机姿态空间的瞬时机架法

提出一种求解６－ＰＳＳ（Ｐｒｉｓｍａｔｉｃ－ｓｐｈｅｒｉｃａｌ－ｓｐｈｅｒｉｃａｌ）并联机器人操作机姿态空间边界的瞬时机架法。该方法将给定动平台参考点位置后的操作机抽象成６条满足闭环约束的单开链——一类双自由度空间零族曲柄滑块机构。根据两运动构件相对速度（角速度）与约束边界法向（切向）的正交条件，构造了求解末端执行器姿态空间的解析模型。最后，探讨了尺度参数对动平台实现姿态能力的影响规律，并通过算例验证了该方法的有效性。

串并联微动操作指运动学分析

对所设计的压电驱动串并联微操作指进行了运动学分析 ,利用机构的几何约束建立操作指末端位姿参量间的协调方程 ,并针对操作指微动的特性 ,通过合理的近似建立了形式极为简单的输入、输出方程 ,该方程对简化运动学分析及实现操作指的实时控制具有重要的意义。最后通过计算机仿真 ,验证了输入。

解耦双并联主操作手的优化尺度综合

优化过程综合考虑了主操作手(简称主手)的运动范围、平均力学性能及最差力学性能，将运动空间体积、全局灵巧度以及灵巧度最小值3个因素的加权和作为机构性能评价指标。根据工作空间内点的使用频率不同，提出了基于空间使用频度的灵巧度定义方法，使优化结果更有实际意义。优化前后的主手力传递性能的对比分析验证了方法的有效性。

基于制造工艺性的正交结构微操作并联机器人一体化结构设计

提出了微操作并联机器人的一体化结构设计,论述了一体化结构的特点和设计原则,分析了正交结构微操作并联机器人机构特性,给出了微操作并联机器人一体化结构设计步骤,以正交结构6-PSS微操作并联机器人一体化结构为例讨论了其工艺性,最后给出了其它正交结构微操作并联机器人一体化结构.