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3-PRS并联机器人的工作空间研究与分析 被引量:10
1
作者 黄俊杰 贾智宏 赵俊伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第4期660-663,共4页
针对并联机器人工作空间的复杂性,以3-PRS并联机器人为结构模型,运用螺旋理论确定了该机构运动平台具有绕x轴和y轴的转动以及沿z轴的移动共3个自由度,在此基础上运用封闭力学矢量关系描述了该机构工作空间的数学模型,用Matlab软件进行... 针对并联机器人工作空间的复杂性,以3-PRS并联机器人为结构模型,运用螺旋理论确定了该机构运动平台具有绕x轴和y轴的转动以及沿z轴的移动共3个自由度,在此基础上运用封闭力学矢量关系描述了该机构工作空间的数学模型,用Matlab软件进行研究和仿真,得到了该机器人的工作空间。结果表明:该工作空间具有对称性,内部无发现空洞。 展开更多
关键词 3-prs并联机器人 螺旋理论 工作空间
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一种3-PRS并联机器人位姿误差的数值计算方法 被引量:4
2
作者 康件丽 陈国强 赵俊伟 《机械设计》 CSCD 北大核心 2014年第7期14-18,共5页
精度是衡量并联机器人工作质量优劣最主要的指标之一,常采用运动学推导和全微分的方法进行分析。文中针对公式复杂及全微分省略高次项带来精度下降等问题,用数值方法求解末端实际位姿来计算误差。在理想(不包含误差)的情况下通过逆解计... 精度是衡量并联机器人工作质量优劣最主要的指标之一,常采用运动学推导和全微分的方法进行分析。文中针对公式复杂及全微分省略高次项带来精度下降等问题,用数值方法求解末端实际位姿来计算误差。在理想(不包含误差)的情况下通过逆解计算理论输入等参数;然后加上误差,用逆解求出的参数作为初值进行正解非线性方程组迭代求解,求得末端实际位姿,进而计算误差;最后用算例验证了方法的有效性及可行性。正解非线性方程组迭代求解直接采用高级语言的非线性方程组求解函数,文中采用的初值设置方法总能保证收敛到真实解,编程方便,计算精度高。 展开更多
关键词 3-prs并联机器人 位姿 误差 非线性方程组
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Error modeling of 3-RSR parallel robot based on D-H transformation matrix 被引量:3
3
作者 李瑞琴 杨斌 《Journal of Measurement Science and Instrumentation》 CAS 2014年第3期53-59,2,共7页
By selecting any one limb of 3-RSR parallel robot as a research object, the paper establishes a position and orienta- tion relationship matrix between the moving platform and the base by means of Denavit-Hartenberg (... By selecting any one limb of 3-RSR parallel robot as a research object, the paper establishes a position and orienta- tion relationship matrix between the moving platform and the base by means of Denavit-Hartenberg (D-H) transformation matrix. The error mapping model is derived from original error to the error of the platform by using matrix differential method. This model contains all geometric original errors of the robot. The nonlinear implicit function relation between po- sition and orientation error of the platform and the original geometric errors is simplified as a linear explicit function rela- tion. The results provide a basis for further studying error analysis and error compensation. 展开更多
关键词 error modeling 3-RSR parallel robot Denavit-Hartenberg (D-H) transformation matrix
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3-PRS并联机器人位置正解分析研究 被引量:5
4
作者 黄俊杰 陈素燕 赵俊伟 《现代制造工程》 CSCD 2008年第10期87-90,共4页
基于3-PRS并联机器人的结构特点,以执行平台上三个球铰间的距离为约束条件,提出一种有效的解析方法能够较方便地求出并联机器人的正解,并给出数值实例,利用数学软件Matlab对计算过程进行编程,最后得出预期的计算结果,此方法可用来进一... 基于3-PRS并联机器人的结构特点,以执行平台上三个球铰间的距离为约束条件,提出一种有效的解析方法能够较方便地求出并联机器人的正解,并给出数值实例,利用数学软件Matlab对计算过程进行编程,最后得出预期的计算结果,此方法可用来进一步研究执行平台的工作空间,而且适用于任何并联机器人。 展开更多
关键词 3-prs并联机器人 正解 数值实例 MATLAB软件
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基于蒙特卡洛方法的3-PRS并联机器人误差分析 被引量:4
5
作者 康件丽 陈国强 赵俊伟 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第6期242-245,共4页
针对3-PRS并联机器人误差传递关系复杂的问题,提出了用蒙特卡洛模拟抽样法计算末端位姿误差。根据设定的理想位姿,用逆向运动学求三个滑座的高度及夹角。在蒙特卡洛法的每个循环中,根据设定的概率分布及每个误差源的误差范围,随机生成... 针对3-PRS并联机器人误差传递关系复杂的问题,提出了用蒙特卡洛模拟抽样法计算末端位姿误差。根据设定的理想位姿,用逆向运动学求三个滑座的高度及夹角。在蒙特卡洛法的每个循环中,根据设定的概率分布及每个误差源的误差范围,随机生成误差源具体的误差数据;将三个滑座高度及机器人参数加上随机生成的误差,再用正向运动学计算末端实际位姿;进而计算理想位姿与实际位姿之间的误差。根据蒙特卡洛方法得到的末端位姿误差序列计算极限误差及特征量。最后用算例验证了方法的有效性与可行性。 展开更多
关键词 3-prs并联机器人 位姿 误差 蒙特卡洛法 正向运动学 逆向运动学
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基于符号运算的3-PRS并联机器人速度运动学分析 被引量:1
6
作者 康件丽 陈国强 赵俊伟 《机床与液压》 北大核心 2014年第21期28-32,共5页
在3-PRS并联机器人设计与控制过程中,求解其输入与末端位姿之间速度及加速度的传递关系是工作重点,但该解析表达式比较复杂。通过直接采用对时间求导数的方法,得到3-PRS并联机器人速度运动学的解析表达式。针对推导复杂的问题,利用MATLA... 在3-PRS并联机器人设计与控制过程中,求解其输入与末端位姿之间速度及加速度的传递关系是工作重点,但该解析表达式比较复杂。通过直接采用对时间求导数的方法,得到3-PRS并联机器人速度运动学的解析表达式。针对推导复杂的问题,利用MATLAB提供的符号推导函数,直接求得输入输出间速度与加速度关系表达式中矩阵的解析表达式;用替换函数将变量替换为具体的数值得到最终的数值解。给出了具体计算程序,最后用算例验证了该方法的可行性及程序的有效性。结果表明:采用MATLAB的符号推导功能,可以方便地用解析法及数值法对3-PRS的速度运动学进行研究. 展开更多
关键词 3-prs并联机器人 运动学 速度 加速度 符号运算
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基于虚拟样机的倾斜导轨式3-PRS并联机器人的设计与分析
7
作者 黄秀琴 潘晨 《常州工学院学报》 2016年第4期39-42,46,共5页
以3-PRS并联机器人为研究对象,采用倾斜导轨式布置3个滑块为驱动,应用虚拟样机技术,在Solid Works和Adams平台上进行了并联机器人的建模、仿真和运动学分析,从而获得该机构的运动特性曲线,为并联机器人机构学的发展和潜在的工业应用提... 以3-PRS并联机器人为研究对象,采用倾斜导轨式布置3个滑块为驱动,应用虚拟样机技术,在Solid Works和Adams平台上进行了并联机器人的建模、仿真和运动学分析,从而获得该机构的运动特性曲线,为并联机器人机构学的发展和潜在的工业应用提供了理论基础。 展开更多
关键词 3-prs 并联机器人 运动学仿真
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3-D Animation as Applied to the Solving of Coupling Relations in the 6-DOF Parallel Robot
8
作者 徐雷麟 王立荣 李恩光 《Journal of Donghua University(English Edition)》 EI CAS 2002年第4期98-101,共4页
How to solve the coupling relations in a 6 - DOF parallel robot quickly and accurately within the limits of realtime control is a critical problem. In traditional analytic method, the complicated mathemtical model mus... How to solve the coupling relations in a 6 - DOF parallel robot quickly and accurately within the limits of realtime control is a critical problem. In traditional analytic method, the complicated mathemtical model must first be constructed and then solved by programming.Obviously, this method is not very practical. This paper,therefore, proposes a new way of approach with a new method using 3- D animation for the solving of coupling relations in the 6 - DOF parallel robot. This method is much simpler and its solving accuracy approaches that of the more complicated analytic method. 展开更多
关键词 parallel robot the COUPLING RELATIONS of movement 3 - D animation simulation technology real-time control
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对称3-PRR并联机构的运动学分析与仿真 被引量:1
9
作者 李凯 张赤斌 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第4期518-521,共4页
以对称3-PRR平面并联机构为研究对象,通过矢量分析建立了3-PRR并联机构的运动学模型。采用坐标变换法建立了机构的运动学方程,并对机构的位置正逆解进行了理论求解和Matlab求解,在理论求解机构位置正解时使用了半角公式法。运用Pro/E的M... 以对称3-PRR平面并联机构为研究对象,通过矢量分析建立了3-PRR并联机构的运动学模型。采用坐标变换法建立了机构的运动学方程,并对机构的位置正逆解进行了理论求解和Matlab求解,在理论求解机构位置正解时使用了半角公式法。运用Pro/E的Mechanism模块对机构进行了运动学仿真,并将动平台中心点的仿真轨迹与规划的路径进行了比较,验证了建模方法的正确性及机构的可行性。 展开更多
关键词 3-prR并联机构 运动学模型 位置正逆解 运动学仿真
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一种新型3-PRP并联机器人的运动学分析与仿真 被引量:1
10
作者 于振中 孙强 宁金 《河北工业科技》 CAS 2017年第3期183-188,共6页
针对传统三自由度并联机器人结构分析困难的问题,通过对传统并联机器人结构与性能的分析,提出一种新型3-PRP并联机器人。为有效地降低机器人结构分析的难度,采用直线模组构成2个对称移动副,配合1个转动副,代替传统三自由度并联机器人的... 针对传统三自由度并联机器人结构分析困难的问题,通过对传统并联机器人结构与性能的分析,提出一种新型3-PRP并联机器人。为有效地降低机器人结构分析的难度,采用直线模组构成2个对称移动副,配合1个转动副,代替传统三自由度并联机器人的3个转动副,并根据该新型机器人的结构特点,建立了运动学模型;应用空间解析几何和向量代数法,推导出机器人的运动学正解与逆解方程;应用MATLAB仿真软件编程验证运动学正解与逆解的正确性,确立机器人的工作空间。仿真结果表明,该机器人具有工作空间大、运动学模型精度高、制造成本低等特点,具有广泛的工业应用前景。 展开更多
关键词 机器人控制 3-prP 并联机器人 运动学模型 仿真 工作空间
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3-RPS并联机器人静力学研究及SimMechanics仿真 被引量:10
11
作者 于凌涛 张楠 +3 位作者 张立勋 王道明 杨硕 于鹏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1061-1064,1066,共5页
针对传统的建模方法忽略连杆自身重力并具有较大误差这一问题,对单个杆件在铰链约束及重力作用下的受力情况进行分析,推导出机器人处于任意位姿时连杆受力与动平台负载力(矩)二者的关系,从而建立了3-RPS并联机器人完整的静力学模型.利用... 针对传统的建模方法忽略连杆自身重力并具有较大误差这一问题,对单个杆件在铰链约束及重力作用下的受力情况进行分析,推导出机器人处于任意位姿时连杆受力与动平台负载力(矩)二者的关系,从而建立了3-RPS并联机器人完整的静力学模型.利用Matlab的SimMechanics和Simulink模块库构造出该3-RPS并联机器人的仿真模型,对该模型进行受力仿真,验证了静力学模型的正确性.该研究同样适用于其他种类的3自由度并联机器人. 展开更多
关键词 3-RPS 并联机器人 静力学 SimMechanics仿真
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新型3{R∥R∥C}三平移并联机器人机构的特殊位形分析 被引量:24
12
作者 马履中 尹小琴 杨廷力 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 2002年第2期43-45,共3页
分析了一新型 3{R∥R∥C}三平移并联机器人机构的特殊位形 文章先从分析该机器人动平台的平衡情况着手 ,采用旋量及运动影响系数矩阵方法 ,推导了机构出现特殊位形的判别矩阵公式 ,由此得出了该并联机器人机构出现特殊位形的条件 由... 分析了一新型 3{R∥R∥C}三平移并联机器人机构的特殊位形 文章先从分析该机器人动平台的平衡情况着手 ,采用旋量及运动影响系数矩阵方法 ,推导了机构出现特殊位形的判别矩阵公式 ,由此得出了该并联机器人机构出现特殊位形的条件 由分析可知 ,该特殊位形条件只包含了机构的方位角而不含任何几何尺寸 ,故此三平移并联机器人机构属只含位置奇异而无几何尺寸奇异形的机构 论文还在大型机械动态分析ADAMS软件上建立了仿真模型 ,由此验证了分析的正确性 展开更多
关键词 并联机器人 特殊位形 三平移并联机构
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球面3-RRR并联机构动力学建模与鲁棒-自适应迭代学习控制 被引量:17
13
作者 王跃灵 金振林 李研彪 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期68-73,共6页
采用Lagrange方法建立球面3-RRR并联机构基于动平台姿态参数的动力学模型。考虑在计算过程中采用线密度、厚度忽略等近似计算及工作过程中机构的磨损等微小变化造成的参数不确定性,进一步建立带参数不确定性的动力学模型。针对其在振动... 采用Lagrange方法建立球面3-RRR并联机构基于动平台姿态参数的动力学模型。考虑在计算过程中采用线密度、厚度忽略等近似计算及工作过程中机构的磨损等微小变化造成的参数不确定性,进一步建立带参数不确定性的动力学模型。针对其在振动测试中的重复性动作等特点及参数不确定性设计鲁棒-自适应迭代学习控制器,并对此控制器进行稳定性证明。该控制器利用自适应算法对未知定常数的强大学习能力来补偿系统动力学模型的参数不确定项;利用迭代学习算法对期望轨迹进行零误差重复跟踪。由于该控制器吸取了系统动力学模型的已知信息,避免了一般模型未知系统迭代控制时必须满足的Lipschitz约束条件。仿真结果表明,在此控制器的作用下球面3-RRR并联机构能够很好地重复跟踪期望轨迹。 展开更多
关键词 球面3-RRR并联机构 动力学 拉格朗日方法 迭代学习控制
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3-RPS并联机器人运动可靠性仿真研究 被引量:12
14
作者 孙志礼 杨强 +1 位作者 闫明 雷东亮 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2007年第6期780-783,786,共5页
利用ADAMS 12.0建立多体系统仿真模型:首先在ADAMS/View模块下建立参数化的虚拟样机模型。利用ADAMS软件提供的Point Motion、Measure和Spline等功能,获得机器人位姿正反解。考虑杆长误差和球副位置误差服从正态分布的情况下,利用随机... 利用ADAMS 12.0建立多体系统仿真模型:首先在ADAMS/View模块下建立参数化的虚拟样机模型。利用ADAMS软件提供的Point Motion、Measure和Spline等功能,获得机器人位姿正反解。考虑杆长误差和球副位置误差服从正态分布的情况下,利用随机抽样获得不同模型的实现,通过仿真得到机器人末端执行器的多组运动轨迹,并用文本文件记录相应的数据结果。最后由统计计算得出任意时刻的机器人运动可靠度。该方法不涉及复杂的数学推导,计算精度高,求解周期短,为设计人员提供了一定的参考,适合于工程应用。 展开更多
关键词 3-RPS并联机器人 运动可靠性 ADAMS 12.0 MONTE CARLO方法 误差
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基于螺旋理论对3-RPS并联机器人运动学分析及仿真 被引量:11
15
作者 朱大昌 严智敏 +1 位作者 崔祥府 李培 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第1期28-31,共4页
3-RPS型并联机构具有3个结构对称的支链形式,每个支链由一个转动副连接基座,一个球面副与动平台相连接,转动副与球面副由移动副所连接。采用螺旋理论对3-RPS型并联机器人自由度分析,采用反螺旋的方法建立约束雅可比矩阵、运动雅可比矩... 3-RPS型并联机构具有3个结构对称的支链形式,每个支链由一个转动副连接基座,一个球面副与动平台相连接,转动副与球面副由移动副所连接。采用螺旋理论对3-RPS型并联机器人自由度分析,采用反螺旋的方法建立约束雅可比矩阵、运动雅可比矩阵和完整雅可比矩阵,导出了动平台的速度到驱动关节速度之间的映射,从而计算出末端执行器的速度、加速度并进行奇异性分析。基于Matlab SimMechanics软件建立3-RPS型并联机器人仿真模型,进行运动学仿真对比研究,结果表明:动平台的实际输出变化与给定的参考值变化基本相符,验证了该建模方法的正确性。 展开更多
关键词 3-RPS型并联机器人 螺旋理论 雅可比矩阵 MATLAB仿真
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一种基于3-RPC并联机构的新型步行机器人 被引量:22
16
作者 张成军 李艳文 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第15期25-30,共6页
并联机构结构简单且具有较高的承载能力,将并联机构用于步行机器人,能够在很大程度上提高步行机器人的载重和行走效率,为此提出一种新型的步行机器人。该机器人本体采用3-RPC并联机构,具有3移动自由度,可以在不调整身体姿态的情况下向... 并联机构结构简单且具有较高的承载能力,将并联机构用于步行机器人,能够在很大程度上提高步行机器人的载重和行走效率,为此提出一种新型的步行机器人。该机器人本体采用3-RPC并联机构,具有3移动自由度,可以在不调整身体姿态的情况下向任意方向移动。采用螺旋理论分析该机器人实现三维移动的机构学原理并验证了自由度,给出位置反解的算法并绘出工作空间,结合3+3步态对机器人的行走运动进行运动学动态仿真分析,仿真结果显示机器人可以实现连续行走且步态平稳,表明该设计正确合理,具有一定的可行性。此外,由于采用并联机构,与传统多足步行机器人相比,该机器人还有容易得到位置反解等优点,有利于步行机器人的结构设计与运动规划,也拓宽并联机构的应用领域。 展开更多
关键词 步行机器人 并联机构 螺旋理论 3-RPC
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3-RRR并联机器人含间隙的运动学标定及误差补偿 被引量:16
17
作者 张宪民 刘晗 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期97-103,共7页
机器人构件几何尺寸误差与关节间隙共同影响了机器人的定位准确度与精确度.文中基于考虑关节间隙的误差模型,使用运动学标定的方法对上述两误差源进行了识别,分析了关节间隙对重复定位中误差分布规律的影响.通过在逆运动学模型中补偿识... 机器人构件几何尺寸误差与关节间隙共同影响了机器人的定位准确度与精确度.文中基于考虑关节间隙的误差模型,使用运动学标定的方法对上述两误差源进行了识别,分析了关节间隙对重复定位中误差分布规律的影响.通过在逆运动学模型中补偿识别到的构件几何误差,以及将标定后的定位误差补偿到控制指令,提高了机构定位准确度;通过在控制中实时补偿关节间隙对定位误差的影响,提高了重复定位精确度. 展开更多
关键词 3-RRR并联机器人 运动学标定 关节间隙 定位精度
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一类3-RPS并联机器人构型正解新法 被引量:6
18
作者 张彦斐 宫金良 高峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期197-200,共4页
从机器人运动单元和机器人末端运动特征出发,给出了并联机器人的构型正解新方法。采用该方法求解了RPS支链所具有的末端运动特征表达式,分析了三种具有不同支链布置形式的3-RPS并联机器人的末端运动特征求解问题。对相应的运算结果进行... 从机器人运动单元和机器人末端运动特征出发,给出了并联机器人的构型正解新方法。采用该方法求解了RPS支链所具有的末端运动特征表达式,分析了三种具有不同支链布置形式的3-RPS并联机器人的末端运动特征求解问题。对相应的运算结果进行了对比分析,得到了一些有益的结论。 展开更多
关键词 并联机器人 构型正解 运动单元 3-RPS
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3-RPS并联机器人位置分析及控制仿真 被引量:7
19
作者 朱大昌 严智敏 +1 位作者 崔祥府 李培 《有色金属科学与工程》 CAS 2012年第1期95-100,共6页
应用坐标变换法和封闭解法,基于3-RPS并联机器人位置分析,采用Matlab建立3-RPS型并联机器人仿真模型,给定不同状态下的参考输入,通过合理设置PID控制器各项参数进行运动学仿真比较.仿真结果表明:在不同的参考输入的条件下,动平台的位置... 应用坐标变换法和封闭解法,基于3-RPS并联机器人位置分析,采用Matlab建立3-RPS型并联机器人仿真模型,给定不同状态下的参考输入,通过合理设置PID控制器各项参数进行运动学仿真比较.仿真结果表明:在不同的参考输入的条件下,动平台的位置变化几乎相同,实现了PID控制调平作用,驱动杆实际输出与参考值的偏差在允许范围内波动,控制效果明显,为研究基于并联机器人自动调平提供参考. 展开更多
关键词 3-RPS型并联机器人 位置正/反解 MATLAB仿真 PID控制
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3-RPS并联机器人动力学分析及控制 被引量:10
20
作者 梁超 高宏力 +1 位作者 彭志文 文刚 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第9期251-253,257,共4页
运用牛顿—欧拉方法建立3-RPS并联机器人机构的逆动力学模型。通过使用Simmechanics将并联机器人物理模型导入Matlab/Simulink中,利用Simulink对机构进行动力学仿真以及验证机构的逆动力学模型。针对并联机器人的建模不确定性,提出一种... 运用牛顿—欧拉方法建立3-RPS并联机器人机构的逆动力学模型。通过使用Simmechanics将并联机器人物理模型导入Matlab/Simulink中,利用Simulink对机构进行动力学仿真以及验证机构的逆动力学模型。针对并联机器人的建模不确定性,提出一种基于不确定性系统的鲁棒控制方案,即分别通过基于标称模型设计系统的计算力矩控制器,来镇定标称系统;通过构建Lyapunov函数来构建系统的鲁棒补偿控制器,来消除由于建模不确定性引起的跟踪误差。通过将控制模型导入Simulink中对其控制效果进行验证,其具有较低的稳态误差精度,效果优于计算力矩控制策略。 展开更多
关键词 3-RPS并联机器人 动力学分析 计算力矩控制 不确定性鲁棒控制
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