空间2自由度5杆RCCCR机构速度波动分析

机械系统运转时 ,由于原动件上的力矩波动将引起机械速度的周期性波动 ,从而影响机械的工作精度 ,因此空间机构的速度波动分析是空间机构动力学中的一个重要的研究方向。以空间 2自由度 5杆RCCCR机构为例 ,建立运动微分方程 ,并求解其速度波动情况 。

混合驱动平面2自由度七杆机构的可动性分析

提出了单环运动链的可动性条件与其工作空间相结合,分析、求解平面多环、多自由度机构可动性的方法.该方法既适用于手工分析,也适用于计算机编程.利用这种方法详细地分析了混合驱动平面2自由度七杆机构的可动性问题.首先分析了七杆机构中2个五杆闭环运动链对应的2种五杆机构的可动性,得出了每一种五杆机构的2个连架杆成为曲柄的最小尺寸条件;然后分析了2种五杆机构的工作空间,得出了因环路之间的耦合而对于其可动性的进一步限制条件,从而最终得出了混合驱动平面2自由度七杆机构的3个连架杆成为无条件曲柄的可动性充分必要条件.最后给出了实例,并进行了仿真,验证了该方法的正确性.

新型3-DOF 1T2R并联机构的运动学分析与尺度优化

移动和转动混合运动的并联机构具有很高的研究和应用价值。基于转移混合输出运动的机构适用范围广,但该类机构的设计比较困难。为了研发和推广转移混合运动的1T2R并联机构,基于平面五杆机构和一条无约束支链,设计了一种一平移两转动(1T2R)的并联机构。首先,根据方位特征(POC)方程对机构进行了拓扑结构分析,并计算了该机构的自由度;然后,对该并联机构进行了运动学建模,推导了其位置正反解的解析表达式,并基于雅可比矩阵分析了机构的奇异性,利用三维离散搜索法计算了机构的工作空间,给出了机构在工作空间中的灵巧度分布情况;最后,利用粒子群算法(PSO)对机构的工作空间和灵巧度进行了双重优化,同时探讨了无约束支链的布置角φ对机构工作空间和灵巧度的影响。研究结果表明:所设计的1T2R并联机构结构简单,具有位置解析解;优化后的机构的工作空间和灵巧度分别提升了93.47%,203.42%;当无约束支链的驱动方向与平面(2P-3R)机构垂直布置时,能够获得更好的运动性能。该结果为3-DOF 1T2R机构的实际应用奠定了理论基础。

基于工作空间的球面5R并联机器人机构设计

研究球面2自由度2R串联机器人的可达工作空间,并对之进行分类。在此基础上研究球面2自由度5R并联机器人的理论工作空间形成原理,根据理论工作空间的形成条件建立该并联机器人的设计空间,设计空间内包含球面2自由度5R并联机器人机构的所有尺寸型。在设计空间内寻找理论工作空间形状发生变化的机构临界尺寸条件,这些条件将设计空间划分为不同的子区域,不同子区域所对应的球面2自由度5R并联机器人尺寸型机构具有不同形状的工作空间,从而在全部设计空间内对该机器人理论工作空间的形状进行详细分类。探讨该并联机器人机构的工作空间面积性能指标与杆件尺寸之间的关系,并在设计空间里绘制相应的工作空间面积性能图谱。工作空间形状和面积大小是进行机器人机构设计的重要参考依据．

5自由度并联机器人设计方法

本论文以螺旋理论为基础 ,提出一种系统的结构综合方法 .根据各条支链对运动平台所提供的反螺旋约束的线性关系 ,研究了构成五自由度并联机器人机构的各条支链所有可能的运动副组合以及它们的空间几何条件 .利用这一方法 。

“断杆法”公式优化及其在空间机构中的应用

"断杆法"应用于平面机构自由度的计算和判断,具有很强的通用性和实用性.在保持"断杆法"优势的基础上,继续对"断杆法"进行优化,使用通用变量,减少了自定义变量,得出一个更为简练的通用公式,此公式更具有一般性和实用性.在平面机构的基础上,又探索了"断杆法"在空间机构自由度计算中的应用,并证明它的可行性.

基于空间四杆机构的两足步行机器人研究

基于空间四杆机构设计了一种新型的两足步行机器人。其中的两个连杆设计为机器人的足,另外两个连杆设计为曲柄,每个足上各设有一个转动副和一个圆柱副,两个曲柄将两个足连接为一个空间闭环的机构。首先应用螺旋理论对机构自由度进行分析。然后计算机构正运动学,并通过计算机仿真进行了验证。在此运动学分析基础上对步态进行分析。进一步根据ZMP理论,对机器人进行稳定性分析和讨论,得到其稳定行走的条件。

基于2-PSR/RUPR并联机构的位置逆解及工作空间分析

针对包装生产线上盒体粘接工序,提出了一种2-PSR/PUPR并联机构,用于解决生产线上半成品的上胶问题。首先基于螺旋理论对机构的自由度进行计算,分别使用封闭矢量法和D-H法进行机构的位置逆解分析。其次在MATLAB中输入数据运行程序得到可达工作空间。最后给出了盒体上胶的实例分析,证明了机构的可行性。

识别平面多杆混合驱动机构的元桁架消去法

对于平面2自由度九杆机构,混合驱动机构的识别是其研究与应用的难点。文中提出了一种基于消去元桁架的混合驱动机构判断方法。先确定一个原动件,然后通过消去元桁架得到原动件组合,在此基础上根据连架杆和非连架杆判断准则确定混合驱动机构。以七杆机构为实例,验证了该方法的有效性。最后将该方法运用于平面九杆机构,以机构的3种自由度类型为基础,考虑连架杆输出和非连架杆输出两种情况,分别得到10种和33种混合驱动机构,为平面九杆混合驱动机构的分析与设计打下了基础。

基于2-PSR/UPU并联机构的旋盖装置设计及性能分析

目的针对生产线上的旋盖工序,提出一种基于2-PSR/UPU并联机构的旋盖装置,解决生产线上不同倾角斜面上的旋盖问题。方法建立2-PSR/UPU并联机构模型;根据定杆长约束条件求解机构的位置反解,并通过相应的运动算例验证其反解位姿,通过对多个反解位姿进行对比,从中得出有效解;利用三维坐标搜索法求解工作空间。结果该并联机构动平台下方10 mm参考点工作空间连续且没有出现空洞,能适应0~35°范围斜面上的旋盖问题,给出了该并联机构在25°,30°,35°斜面情况下旋盖的实例。结论基于2-PSR/UPU并联机构的旋盖装置结构简单,机构具有可调性,可以在生产线上实现精准控制。该并联机构一移两转的特性能适应不同倾斜角斜面的旋盖任务。

双自由度平面机器人的设计与轨迹控制

设计并制造出双自由度平面机器人的试验平台,利用西门子数控伺服电机驱动机构的两个输入运动,在机构的工作空间内较精确地再现了预定轨迹,并通过实例验证了本文所述方法的正确性和试验平台方案的可行性.