点接触约束理论与机器人抓取的定性分析

在旋量空间中引入正线性组合、仿射组合和凸组合等概念,采用几何表示方法,定义点接触约束的“相对形封闭性”,推导相应的对偶等价定理、拓朴等价定理和代数等价定理。构造判别函数J_0,实现了形封闭的计算机智能判断,在两对偶的旋量空间中分别定义约束锥和自由锥,提出在点接触作用下刚体的单向自由度和单向约束度,用以描述刚体在点接触约束下的瞬时运动和受力状态,规定机器人抓取的定性指标,讨论实现相对形封闭抓取的具体步骤。

基于约束图谱旋量分析方法的调平机构约束设计

约束图谱分析方法从自由度和约束的视角处理机械设计问题,由于自由度和约束概念的一般性,因而该方法对机械设计问题具有广泛的指导意义。从刚性机构及机械接口通用设计方法角度,将旋量理论应用于约束图谱分析方法研究,采用纯力旋量表示点接触约束,采用运动旋量表示自由度,给出约束图谱分析几何概念的旋量描述;基于互易旋量,提出自由度超平面的概念,用以描述点接触约束的单向性,给出并联机构自由度分析及串联机构约束分析方法;在此基础上,提出自由度线等价原则及自由度约束互补原则的代数基础,由此形成集成几何概念的约束图谱旋量分析方法。以光刻机调平机构为例开展应用研究,指出常用2-SPS&1-SP调平机构欠约束和欠确定运动问题,进而提出1-PSV&1-PSE&1-S调平机构,介绍约束图谱旋量分析方法在机构约束设计问题中的应用。