球面三自由度并联机构位姿正解的研究

利用球面上大圆弧与四元数的对应关系及四元数形式表示的旋转变换 ,借助Matlab数学软件 ,推导出球面三自由度并联机构的位姿正解方程。在最后的实例中 ,介绍了同伦算法的思想 ,采用预估校正法依次跟踪同伦曲线 。

柔索驱动三自由度球面并联机构运动学与静力学研究

柔索驱动并联机器人采用柔索代替连杆作为机器人的驱动元件 ,它结合了并联结构和柔索驱动的优点 .文章提出了一种新型带有约束机构的并联柔索驱动机器人 ,采用四根柔索驱动 .由于约束机构的引入 ,机器人可实现在空间的三维转动 .介绍柔索驱动并联机器人的机构构型 ,给出了位姿逆解 ,建立了静力平衡方程和运动学方程 ,讨论了柔索拉力的确定方法 .研究结果证明在加入了约束机构后 ,柔索机器人可以实现更多的运动形式 。

正交三自由度球面并联机构的位置正反解新方法

提出了基于旋量理论计算正交三自由度球面机构位置正、反解的方法。在得到机器人雅可比矩阵的基础上,通过牛顿迭代法得出三个被动角的数值。利用指数积公式直观地得到了该机构的位置正解。通过与位置反解的比较验证了该方法的正确性。

三自由度正交球面并联机构姿态正解

结合国家“86 3”高技术发展项目 ,以开发基于球面并联机构的数控回转台为目标 ,建立了高效的运动学正解模型 ,并给出显式解析表达 。

基于三自由度球面并联机构数控回转台的机械设计

在构造描述球面三自由度并联机构构件之间干涉模型的基础上， 借助实体造型和动画演示检验构件在给定工作空间中的干涉情 况，所得的结论已用于一台基于球面并联机构的新型数控回转 台结构设计。

三自由度球面并联机器人机构的边角关系

用一种新方法解决球面并联机器人的运动学问题。首先使球面机构平面化 ,然后用类似于平面机构分析的方法导出一般三自由度球面并联机器人 Stewart平台的位姿方程 ,进而导出类似于平面并联机构的输入输出速度方程。这种方法方便易学 。

空间转动三自由度并联微调机构设计与运动学分析

根据并联机器人机构综合理论,设计了一种能实现重载情况下空间转动的三自由度并联微调机构,由运动平台、固定平台、驱动支链及从动支链组成,具有平衡稳定、承载能力强、位置精度高的特点。通过对该机构的运动学研究,求出其运动学位置逆解、正解及速度解。借助Matlab软件进行了运动学仿真分析,并提供了该并联机构在盾构管片拼装机上的应用实例,证明该并联机构可实现重载情况下空间微调精确定位。

三自由度并联驱动平台机构的位置逆解及其分析

介绍了三自由度并联驱动平台机构的特征与特点，对其中一种典型结构的位置逆解作了具体的探讨，推导了相应的算式，并对该机构所产生的附加约束运动进行了分析．三自由度并联平台机构有三个独立的运动参量，在一定条件下也会产生三个附加的约束运动参量．这是这种空间机构进行位置姿态运动时的一个重要特点．但实例计算表明，产生的附加约束运动量与独立运动量比较而言，其值相对较小．探讨的三自由度并联平台位置逆解，其算法具体、简洁、实用，对三自由度并联平台机构的运动控制具有直接的应用价值．

一种三自由度并联机器人机构静力学计算

本文对一种新型的三杆三自由度机器人机构进行了静力学正方程和逆方程的计算，并给出雅可比矩阵及其逆。该机构具有静力学正反运动学计算极为简单，能写出显表达式的特点，本文为该机器人机构的受力分析和设计，奠定了理论基础。

基于GF集的三自由度移动并联机构构型研究

GF集是对机构末端的运动特征进行描述的集合.介绍GF集的基本概念、求交运算法则和基于GF集的并联机构构型理论,提出了基于GF集的三自由度移动并联机构构型方法.根据该构型理论,得到可构成三自由度移动并联机构的GF集的各种组成方式,并列举出具有确定运动特征的支链,利用这些支链构造了三自由度移动并联机构.最后,根据GF集的求交运算法则,分析了一种具有三自由度移动特征的并联机构.

两种三自由度并联角台机构的转动空间分析

传统的三自由度转动并联机构的各分支之间存在有多个空间汇交于一点的转动副轴线。这种严格的几何条件给机构的加工制造带来很大的难度,增加制造成本,且不容易保证加工精度,严重制约这类机构的应用。为解决上述问题,提出一类新型的无汇交轴线的三自由度转动并联机构。这类机构的动平台具有三个转动自由度,能够实现空间任意给定姿态,且各分支之间没有空间汇交的转动副轴线,很容易进行加工制造和保证制造精度。通过对两种具有这类运动特点的三自由度并联角台机构进行运动学求解和转动空间分析,可以看出这类机构能够实现期望的三个转动自由度,且具有较大的转动空间,可以用作姿态控制装置。

立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的位姿运动学分析

给出所设计的立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的模型;在该模型的竖直平面上对末端执行器进行了详尽的位姿运动学分析,提出了封闭矢量四边形法则在求解所有的不规则几何图形的位姿运动学逆解时都适用的观点.文中运用力矩平衡法确定其质心位置的方法;又根据封闭矢量四边形法则,建立了运动学位姿逆解模型,利用Moore-Penrose逆求解运动学位姿正解;最后在所规划的椭圆轨迹下,采用Simulink仿真软件进行了末端执行器的运动轨迹和绳长变化规律的仿真.研究表明:在所规划椭圆轨迹下,所有绳长的变化是连续的;位姿运动学正逆解相互验证表明所采用的算法是正确且通用的.

一种三自由度并联解耦机构的构型与运动学分析

针对一种具有运动解耦特性的三自由度并联机构,首先介绍了平动解耦构型的基本思想,并采用了一种基于运动副的机构构型方法,对机构进行了构型分析。该机构由3个正交分布的支链组成,机构的运动副均为转动副,其动平台在X、Y、Z这3个方向平动解耦。对机构进行了自由度和运动学分析,推导了机构的运动学正/反解、输入/输出的速度和加速度,验证了机构的运动解耦特性。最后,基于机构的运动解耦特性,介绍了该机构在一种新型4-DOF串并联机器人试验样机中的应用。

三自由度并联物料振动分拣平台机构设计及运动仿真

为解决传统物料振动分拣平台无法实现多维振动的问题,提出了一种三自由度并联物料振动分拣平台,可满足物料振动分拣需要.该机构由共面的2条(P-R-U)支路及1条(P-R-C)支路组成,可实现动平台沿x,z轴的平移和绕x轴的转动.应用D-H矩阵对该并联机构进行运动学建模,通过运动学正、反解理论分析,建立机构输入、输出变量间运动学解析表达式.运用Matlab对位置正解进行计算,通过Mech/Pro接口软件将Pro/E中建立的模型导入ADAMS中进行运动仿真,并将计算结果与仿真结果进行分析和对比.两者结果相同,验证了结构分析及位置求解的正确性.

三自由度3-CS并联平台机构的运动学分析

首先介绍了一种新型的并联机构——三自由度 3-CS并联平台机构的模型。应用螺旋理论分析了该机构的瞬时运动。同时对该机构进行了运动学分析 :给出了操作平台的输出运动参数的 3个运动约束方程和3个独立输出运动参数与 3个独立运动输入参数之间的一阶速度影响系数矩阵 ,最后给出了求解机构位置正、反解的计算方法。

三自由度并联机构参数化设计研究

介绍了一种新型三自由度并联机构,依据该并联机构的矩阵数学模型,结合matlab易于矩阵运算的特点,提出了一种利用matlab编程对并联机构参数化设计过程进行仿真的方法,利用该方法编制出基于GUI技术的参数化设计仿真程序,实现了三自由度并联机构的优化设计。将仿真结果与ADAMS环境下分析结果进行比对,基本吻合,验证了该方法的有效性和可靠性。实验表明,该方法能够缩短设计周期,为少自由度并联机构的优化设计提供了一种新的方法和分析手段。

三自由度并联姿态测量机构及其位姿显式解

考虑到串联结构的六自由度位姿测量仪在对被测物体进行位姿综合测量时存在误差累积,影响测量精度,提出并联结构的三自由度姿态测量装置,将其连接到三自由度串联结构位置测量仪的末端来实现被测物体六个自由度的综合测量。通过机构综合来克服并联机构正解困难,经推导得出被测物体姿态的显式解,从而缩短了计算时间,大大提高了测量效率。测量精度分析为三自由度并联结构姿态测量机构设计奠定了基础。

立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的速度、加速度运动学分析

设计了立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的模型.在竖直平面上对末端执行器模型进行了速度、加速度运动学分析,包括速度、加速度运动学逆解.用力矩平衡法确定其质心位置,对位姿运动学模型进行了一阶、二阶求导,得出了运动学速度、加速度逆解模型.根据封闭矢量三角形法则,求出了速度运动学逆解模型,给出了运动学速度逆解Jacobian矩阵.在规划的椭圆轨迹下,采用Simulink仿真软件进行了末端执行器质心的速度、加速度和绳速度变化规律的仿真,并搭建了控制系统的硬件设备.研究表明,在所规划椭圆轨迹下,所有绳速度、加速度的变化是连续的且求解速度、加速度逆解的算法正确、通用.

平面三自由度并联机构的惯性力平衡

讨论了微电子装备中的重要设备之一贴片机采用平面三自由度并联机构作为定位和姿态调整机构而带来的惯性力平衡问题。平面三自由度并联机构惯性力平衡的条件是其质心在惯性坐标系中是固定的。为了获得这个惯性力平衡的条件 ,首先平面三自由度并联机构的质心矢量表示成平台的位置和方向的函数 ,然后 ,从质心矢量的表达式中推导惯性力平衡的条件。最后给出实例来应用惯性力平衡条件。

三自由度并联姿态测量机构误差建模

提出了并联结构的三自由度姿态测量装置,将其连接到三自由度串联结构位置测量仪的末端可实现对被测物体六自由度位姿综合测量,通过机构分析得出了被测物体姿态的显式解。对三自由度并联姿态测量机构的测量误差进行建模,姿态角的测量误差以显式给出,测量时各位姿下的测量误差可实时显示,为机构设计参数的优化奠定了基础。