3自由度平动并联机构结构参数的优化

由于 3自由度平动并联机构结构参数的选取对运动平台的工作空间以及并联机构的运动灵活性都会产生影响 ,所以如何选取结构参数是一个很重要的问题。本文求解了当运动平台的工作空间达到指定的范围的基础上 ,运用MonteCarlo方法使得运动灵活性和尺寸值达到最优的结构参数。

正交3自由度平动并联机构平台的运动学分析

为了研究正交3自由度平动并联机构平台,设计了该并联机构平台构型;利用校正后的Kutzabach-Grubler自由度计算公式验证该并联机构平台的输出是3自由度运动;根据各构件之间的几何关系,探求各运动支链的夹角与摆臂之间的约束方程;通过运动坐标系和固定坐标系相互之间的映射关系,建立并联机构运动平台参考点的位置方程;对并联机构平台的位置正、逆解等内容进行求解,得到了并联机构平台的速度与加速度表达式。最后,根据设定好的运动规律参数对其进行运动学仿真,并在运动平台上设定参考点,获得了运动平台的运动轨迹和相关运动规律曲线图,验证了并联机构平台的动态性能。

新型3自由度并联机构运动性能及精度分析

混联机构结合了串、并联机构的优点,已经越来越多地应用在复杂自由曲面零件的加工装备中。提出一种能够实现一个移动和两个转动的3自由度并联3-PSP机构,同时该机构存在伴生运动。通过对3-PSP机构运动模式的分析,简化传统的欧拉角描述方式,采用更适合的倾斜—扭转角描述动平台的运动。在此基础上,建立运动学模型,进行包括伴生运动和被动关节变量的完整运动学求解。基于运动学分析,对3-PSP机构的关节行程、速度特性和精度特性进行分析,证明该机构完全适用于混联结构中的并联模块,并能够满足航空、航天、汽车等领域复杂零件的加工需要。

3自由度RPS并联机构的工作空间分析

给出了不同机构工作空间的概念.定义了由灵活特性,即雅可比矩阵的条件数决定的灵活工作空间,作为可达工作空间的子空间,并且分析了RPS型并联机构的灵活工作空间.给出了当坐标参数变化时,不同的工作空间的变化图.

一种可实现两平动自由度并联机构运动学标定方法

针对一种两平动自由度并联机构,提出了一种识别几何参数误差的方法,能有效补偿机构的动平台位姿 耦合误差．忽略两组平行杆的相对杆长误差,将机构简化成仅含转动副的5杆铰接机构,建立了含有8个几何参数 误差模型,即4个杆长误差和4个主动关节铰点坐标误差．研究表明,并联拓扑结构使动平台沿两个正交轴的位置 误差和姿态误差具有强耦合性．给出标定坐标系原点,通过仅检测动平台沿标定坐标系任一单轴的位置误差,识别 出系统的几何误差全集．计算机仿真和实验结果表明,通过这种方法,可使机构的动平台定位精度达到0．05 mm．

6自由度6—3—3并联机构支链干涉检验的动画仿真方法研究

分析了6自由度6—3—3并联机构的逆位移解并推导得出了该机构各构件的运动方程,提出了基于逆位移解的该并联机构支链干涉检验的动画仿真方法,该方法既实现了支链干涉检验的可视化,也避免了使用各支链所在异面直线间距离作为是否发生支链干涉现象的判据所存在的不足。最后给出了该机构的支链干涉检验动画仿真程序的开发思路并通过算例验证了所开发程序的正确性。

确定6自由度6-3-3并联机构位置正解的数值方法

首先,基于机构学理论和6自由度6-3-3并联机构的基本几何关系,利用MATLAB符号数学计算工具箱得到了求该机构正向位移解的非线性方程组。接着将该方程组的求解问题转化为非线性最小二乘问题,使用MATLAB优化工具箱库函数lsqnonlin求出了具有明确工程意义的正向位移解。最后,给出了一个算例。

3自由度柔索并联机构的运动轨迹规划

首先基于3自由度柔索并联机构模型,通过对索端重物进行正、逆运动学分析找到重物位置坐标与索长输入的相互关系。在此基础上,运用达朗贝尔原理推导出各柔索索端拉力与重物位置及柔索长度之间的关系。此过程中建立的非齐次线性方程组,证明了其具有无穷多组解,并采用广义逆矩阵的相关理论求解获得该方程组的最小范数解,即任意一时刻索端拉力的最优解;然后,在满足约束条件的前提下,寻找该并联机构的工作空间,即重物运动轨迹的范围。最后,对重物实现空间螺旋线轨迹进行了仿真,结果表明该机构能使重物的运动满足轨迹要求并具有较好的平稳性。仿真结果也为后续的对实现重物按规划轨迹运动的机构控制提供了理论基础。

球坐标式3自由度并联机器人机构的运动学设计

研究一种球坐标式3自由度并联机器人机构的运动学设计,包括运动学反解、速度、考虑铰链转动范围和干涉等条件下的工作空间,和结构参数对工作空间的影响以及灵巧性能指标及其在保角变换平面上的分布特性,这些分析结果和结论对并联机器人机构的设计、轨迹规划和控制等有重要的指导意义.并联机构在并联机床、坐标测量机构和工业机器人等领域有广阔的应用前景.

两种3-TPT并联机构的自由度及运动仿真研究

本文在分析了两种3-TPT并联机构自由度的基础上,借助ADAMS软件对这两种机构的动平台自由度、运动类型进行仿真分析。万向铰布局方式的不同,导致3-TPT并联机构动平台运动性质改变。通过仿真形象直观地证明了这一点。为进一步研究3-TPT并联机构的运动控制及优化设计提供有价值的参考。

新型3T2R对称并联机构自由度分析与Adams仿真验证

提出了一种新型3T2R对称并联机构5-RRUR机构,该机构由5条相同支链组成,支链中含有3个杆件,4个运动副,其中包含3个R副和1个U副,排列形式为RRUR。运用螺旋理论对机构自由度数目和分布情况进行了理论分析;分析了机构的主动副选取方式;在Adams中建立了机构的虚拟样机,并对机构自由度和主动副选取方式进行了验证。理论分析结果和虚拟样机验证结果一致。

六自由度3-RRRS并联机器人机构位姿正逆解

提出一种六自由度 3RRRS并联机器人机构 ,建立了位姿正逆解的解析表达式 ,其中位姿正解有 4组 ,位姿逆解有 8组 .

空间3自由度并联机构的影响系数分析

研究3-RPS并联机构的一种精度分析方法,引入影响系数(感度)概念,建立了3-RPS并联机构的位姿正解方程及影响系数的数学模型,运用误差独立作用原理,分析了影响机构尺寸和运动性能的因素,为并联机构运动性能分析提供依据。

基于Adams的3自由度并联机构运动学分析

以3UPU型3自由度并联机构为研究对象,对其进行了运动学分析。通过基准坐标系和运动坐标系建立矢量方程,利用解析法求出机构逆解的解析解,再通过计算机对并联机构进行建模。最后通过Adams虚拟样机进行结构的仿真和数据分析,求出所需要的连杆和动平台的位置数据,验证了并联机构的合理性。

基于螺旋理论的新型6杆并联机构的自由度分析

基于螺旋理论对一种新型6杆空间并联机构进行了自由度分析。该机构由虎克铰构成,力图改善以转动副为主的2自由度平动机构在垂直于运动平面方向上的刚度较差的问题。基于螺旋理论中运动螺旋与力螺旋的对偶关系,通过运动链等效,完成了该机构的自由度计算与分析。结果表明:该机构可实现2自由度平动。该方法避免了采用Kutzbach-Grubler公式进行计算时必须的公共约束、冗余约束、局部自由度,不仅易于掌握,且适用于其它并联机构自由度的分析。

新型并联打磨机构的自由度分析与仿真

为了满足打磨小型零件的需要,提出一种新型3自由度并联打磨机构,应用螺旋理论对该机构进行自由度计算分析,然后应用PRO/E软件建立三维模型并把模型导入ADAMS软件进行分析。仿真结果表明该并联机构结构是正确的。

3自由度混联振动筛设计

基于并联机构的组成原理,设计了可用于颗粒物料分级的3自由度混联振动筛。振动筛主要由筛箱、振动电动机、电动机固定座、弹簧、倾角调节装置、支撑架、纵向振动链、横向振动链和底座组成。所设计的3自由度混联振动筛将筛箱的支撑和激振动功能分离,筛箱的支撑采用悬挂支撑方式;以全解耦型混联机构2PRRR-P(2R)为主体激振机构,能实现筛箱沿X、Y、Z 3个方向的振动。试验结果表明,该振动筛X、Y、Z向3个自由度的振动对分散性能平均提高了33.23%,而透筛性能平均提高了73.55%,对不同筛分物料的适应性强。

三维平动并联机构型综合研究

提出了一种简单而有效的三维平动并联机构型综合新方法,应用的理论基础是螺旋理论,为此,首先列举了该类机构所有可能的支链结构,根据螺旋理论中运动螺旋与约束力螺旋之间的互易关系提出一种机构型综合方法,并利用该方法系统地进行了三维平动并联机构的型综合,得到了数十种新型机构,为验证该机构型综合的重要意义,给出了三维移动并联机构应用于生物细胞显微操作的一个具体实例。

6-3-3并联机构部分工作空间奇异性分析与仿真

建立了6自由度6-3-3并联机构的运动学逆解模型,给出了该机构奇异性判别矩阵。基于其运动学逆解和奇异性判别矩阵行列式数值是否为零,提出了对该机构部分工作空间进行奇异性仿真的方法并使用MATLAB语言开发了该机构部分工作空间奇异性仿真程序。最后给出了四个算例。研究为该并联机构的轨迹规划提供了技术基础。

3-RRR型并联机构运动学研究

针对3-RRR型并联机构的输入及输出构件间的位置关系展开研究.基于运动螺旋理论,分析了该机构的自由度性质,并确定了主动副的位置;建立了机构的逆运动学方程及正运动学方程,并对给定运动平台的位姿进行了数值计算,以验证所建立方程的正确性;研究了机构的运动解耦性以及运动平台的工作空间大小与连杆长度变化的关系;最后,对给定运动平台的运动方程下主动副的输出转角进行了数值仿真.