一种新型铰接空间连杆有限元单元及其在空间闭环机构中的应用

有限元法已广泛应用于结构的应变,应力及动力学分析,而利用有限元进行刚体机构的运动分析的研究较少。基于最小势能原理,推导出一种新型两端铰接间有限元连杆单元的梯度矢量、刚度矩阵和Hessian矩阵。并对关节轴线平行和共面这两种特殊几何关系下的单元模型进行研究,给出计算公式和方法。在大型可展机构中,大量存在着结构相同的重复机构和闭环运动链。而基于有限元的运动学方法可以在不进行运动链分解的前提下,实现空间闭环机构的运动学分析。利用该方法对三种典型的空间闭环机构进行运动学仿真。其计算结果表明,应用该单元对空间闭环机构进行运动学分析,建模简单,计算正确,在大型可展机构中有很好的应用前景。

新型4自由度并联机器人位姿误差分析

将一种新型四自由度并联机器人等效为由串联机构构成的空间闭环机构 ,运用 Denavit- Hartenberg方法提出了运动平台位姿误差的一种分析算法。利用这个算法可以分析各种构件加工、安装误差对运动平台位姿精度的影响。进行了数值仿真验证了算法的正确性。最后分析出对位姿精度影响较大的因素 。