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3-PUU并联机构的运动学分析与验证
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作者 陈明方 黄良恩 +1 位作者 张永霞 姚国一 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期763-778,共16页
为提升少自由度并联机构设计的效率和准确性,针对自主设计的3-PUU并联机构进行了理论分析和实验研究。首先,利用螺旋理论和修正的Kutzbach-Grubler公式分析了并联机构的自由度;同时,解算了并联机构的运动学正反解和雅可比矩阵,并基于雅... 为提升少自由度并联机构设计的效率和准确性,针对自主设计的3-PUU并联机构进行了理论分析和实验研究。首先,利用螺旋理论和修正的Kutzbach-Grubler公式分析了并联机构的自由度;同时,解算了并联机构的运动学正反解和雅可比矩阵,并基于雅可比矩阵分析了其约束奇异和运动奇异。然后,利用极限边界搜索法分析了并联机构的工作空间,并以雅可比矩阵条件数的倒数作为局部灵巧度来构造全局灵巧度,分析了并联机构的运动性能。接着,搭建了并联机构的ADAMS/Simulink联合仿真模型,基于给定的动平台运动方程,通过仿真得到了动平台位置的仿真曲线及误差曲线。最后,利用并联机构样机、PC(personal computer,个人计算机)、STM32单片机、伺服电机及激光跟踪仪搭建了实验平台,并测定了并联机构动平台的位置曲线。结果表明,该并联机构具有较大的可达工作空间且其运动性能较好;通过对比理论结果与仿真结果可知,所构建的并联机构运动学模型正确;动平台位置的实测值与理论值之间存在一定误差,主要原因是并联机构存在机械误差以及控制系统精度不足,但实测曲线与理论曲线的变化趋势基本一致,进一步验证了并联机构运动学模型的正确性。研究结果可为少自由度并联机构的设计提供参考。 展开更多
关键词 3-puu并联机构 运动学分析 奇异性 工作空间 灵巧度 ADAMS/Simulink仿真
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3-PUU微动并联机构的尺寸型模型及性能图谱 被引量:4
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作者 吴光中 李剑锋 +3 位作者 费仁元 刘德忠 杨小勇 管长乐 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第12期1390-1393,共4页
为设计 3 PUU微动并联机构 ,使其获得良好的运动性能 ,提出用杆件无量纲参数建立机构尺寸型模型 ,该模型在有限区间内给出了 3 PUU微动机构所有可能的尺寸组合 ,模型空间中的任意一点代表具有相同或相似运动性能的同一族机构 ;定义反映... 为设计 3 PUU微动并联机构 ,使其获得良好的运动性能 ,提出用杆件无量纲参数建立机构尺寸型模型 ,该模型在有限区间内给出了 3 PUU微动机构所有可能的尺寸组合 ,模型空间中的任意一点代表具有相同或相似运动性能的同一族机构 ;定义反映微动机构运动性能的工作空间体积值、工作空间形状值及条件数 3种性能指标 ,在尺寸型模型中绘制一系列性能图谱 ,通过计算机仿真验证性能图谱的正确性 ,依据图谱提供优化设计机构的方法。 展开更多
关键词 3-puu微动并联机构 尺寸型模型 性能指标 性能图谱
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新型3-PUU并联机构的运动学和动力学分析及建模仿真 被引量:5
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作者 朱伟 马履中 +1 位作者 吴伟光 石奇端 《机床与液压》 北大核心 2007年第9期17-19,共3页
介绍了一种新型3-PUU并联机构,对其运动学方程进行分析,根据机构特征推导出转动支链和动平台的速度公式;采用Lagrange方程建立机构的动力学模型;分别在机构的3个移动支链上施加运动,通过计算机模拟,得到动平台的运动轨迹、受力、速度和... 介绍了一种新型3-PUU并联机构,对其运动学方程进行分析,根据机构特征推导出转动支链和动平台的速度公式;采用Lagrange方程建立机构的动力学模型;分别在机构的3个移动支链上施加运动,通过计算机模拟,得到动平台的运动轨迹、受力、速度和加速度随时间变化的关系。 展开更多
关键词 3-puu并联机构 运动学 动力学 仿真
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基于包装生产线的3-PUU并联机器人的动力学研究 被引量:1
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作者 代慧 朱洪雷 《包装工程》 CAS 北大核心 2021年第13期257-261,共5页
目的为了提高机器人在包装生产线上抓取、码放包装物品时的控制精度和稳定性,需要准确地了解机器人的动力学特性,对3-PUU并联机器人的动力学特性进行研究。方法以现在常用的3-PUU型并联机器人为研究对象,介绍了其基本结构,运用达朗贝尔... 目的为了提高机器人在包装生产线上抓取、码放包装物品时的控制精度和稳定性,需要准确地了解机器人的动力学特性,对3-PUU并联机器人的动力学特性进行研究。方法以现在常用的3-PUU型并联机器人为研究对象,介绍了其基本结构,运用达朗贝尔法对其动力学进行数学建模分析计算,然后建立机器人实体模型,导入Adams软件中进行仿真计算,并与在Matlab中编程计算得到的结果相比较。结果得到了机器人的动力学方程,仿真得到机器人驱动滑块的位移、速度、加速度曲线,与Matlab编程计算得到的结果相吻合,且曲线平滑连续,无突变。结论验证了数学模型的正确性,可以为机器人的电机选型及精确控制等提供理论基础。 展开更多
关键词 3-puu并联机器人 达朗贝尔法 动力学仿真分析
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两种3-PUU微操作机构的运动性能比较
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作者 李剑锋 吴光中 +3 位作者 费仁元 刘德忠 管长乐 杨小勇 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期401-405,共5页
为选择微操作机构的构型,分析、比较了2种具有不同导路的3-PUU平动并联微操作机构(垂直导路和汇交导路)的运动性能,对这2种机构进行了逆运动学分析,推导出相应的常值逆雅可比,并以此为基础对相同尺寸参数条件下2种机构工作空间的大小及... 为选择微操作机构的构型,分析、比较了2种具有不同导路的3-PUU平动并联微操作机构(垂直导路和汇交导路)的运动性能,对这2种机构进行了逆运动学分析,推导出相应的常值逆雅可比,并以此为基础对相同尺寸参数条件下2种机构工作空间的大小及操作灵活性的优劣进行了对比分析.结果显示,垂直导路的3-PUU微操作机构具有更大的工作空间,而2种机构的灵活性相同,所以垂直导路型3-PUU微操作机构的运动性能比汇交导路型更加理想. 展开更多
关键词 3-puu微操作机构 逆运动学 灵活度
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3-PUU并联机构的多目标可靠性优化设计 被引量:1
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作者 杜岩锦 郭宗和 李泽众 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第4期41-45,共5页
以提高并联机构多目标优化设计结果的可靠性为目的。首先根据性能评价指标构建3-PUU并联机构多目标优化设计模型,利用试验设计(DOE)和多目标优化算法(NSGA-Ⅱ)进行确定性多目标优化设计。然后分析量化3-PUU并联机构在设计制造中所涉及... 以提高并联机构多目标优化设计结果的可靠性为目的。首先根据性能评价指标构建3-PUU并联机构多目标优化设计模型,利用试验设计(DOE)和多目标优化算法(NSGA-Ⅱ)进行确定性多目标优化设计。然后分析量化3-PUU并联机构在设计制造中所涉及到的随机不确定性因素,利用6 Sigma设计(DFSS)方法进行6 Sigma可靠性分析以及考虑随机不确定性因素的6Sigma优化,建立一种有效的考虑不确定性的3-PUU并联机构多目标可靠性优化方法。研究结果表明,考虑不确定因素的多目标优化设计方法得到的优化结果可靠度更高,更加符合实际工程需求。 展开更多
关键词 3-puu并联机构 多目标优化设计 可靠性
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3-PUU并联机构的运动学分析
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作者 白晟贤 《求知导刊》 2015年第8期65-65,共1页
本文对3-PUU并联机构进行位置分析,求解出3-PUU并联机器人的运动学正解和运动学逆解,正解要比逆解复杂难求。通过求解雅可比矩阵,推导出该机构的奇异位形位置,为动平台的轨迹规划奠定了基础。用极限边界搜索法求得3-PUU并联机构的工作... 本文对3-PUU并联机构进行位置分析,求解出3-PUU并联机器人的运动学正解和运动学逆解,正解要比逆解复杂难求。通过求解雅可比矩阵,推导出该机构的奇异位形位置,为动平台的轨迹规划奠定了基础。用极限边界搜索法求得3-PUU并联机构的工作空间。 展开更多
关键词 3-puu 运动学分析 奇异位形
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基于3D打印技术的并联机器人机构的动力学研究 被引量:6
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作者 薛国芳 《机床与液压》 北大核心 2017年第3期19-23,共5页
针对3D打印快速成型技术的性能需求,提出了一种基于3-PUU型三自由度3D打印并联机器人。对其中的3-PUU并联机构进行了运动学分析,求解出该并联机构的位置逆解方程;利用"S型曲线加减速"规划算法对该机构的运动轨迹进行了运动规... 针对3D打印快速成型技术的性能需求,提出了一种基于3-PUU型三自由度3D打印并联机器人。对其中的3-PUU并联机构进行了运动学分析,求解出该并联机构的位置逆解方程;利用"S型曲线加减速"规划算法对该机构的运动轨迹进行了运动规划,建立了基于SimMechanics的3-PUU并联机构动力学模型;通过PID控制器对其进行了动力学仿真,得到了在规划轨迹下该并联机构中各个支链的位移、速度、加速度以及支链驱动力曲线。分析表明:该并联机构具有很好的运动以及动力学性能,可以作为3D打印技术中对汽车、飞机、医疗器械零部件的打印。 展开更多
关键词 3D打印 3-puu并联机构 运动规划 SIMMECHANICS 动力学仿真
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基于三平移并联机构的三维减振平台建模与仿真 被引量:17
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作者 朱伟 马履中 +1 位作者 吴伟光 陈修祥 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期142-146,共5页
为实现多自由度减振,构建了以3-PUU并联机构为主体结构的三平移减振平台;分析了3-PUU并联机构运动特性,推导了杆件及动平台质心的速度表达式。采用Lagrange方程建立了系统动力学方程,根据一般粘性阻尼系统的模态分析法,推导了求解固有... 为实现多自由度减振,构建了以3-PUU并联机构为主体结构的三平移减振平台;分析了3-PUU并联机构运动特性,推导了杆件及动平台质心的速度表达式。采用Lagrange方程建立了系统动力学方程,根据一般粘性阻尼系统的模态分析法,推导了求解固有振型的公式;分别在X、Z方向上施加一定的瞬时冲击力,观察动平台的运动情况,并采用ADAMS软件验证系统的固有频率。结果表明,该减振系统的加速度在2s内迅速归零,具有明显的减振效果。 展开更多
关键词 多自由度减振 3-puu并联机构 动力学分析 仿真
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基于影响系数法的激光切割机床主体机构运动学研究 被引量:2
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作者 李泽众 郭宗和 杜岩锦 《机床与液压》 北大核心 2018年第21期34-38,共5页
将3-PUU并联机构作为激光切割机床的主体机构,以对3-PUU并联机构的运动学分析为目的,构建3-PUU并联机构的位置方程,采用虚设机构法建立并联机构的影响系数矩阵,包括Jacobian矩阵和Hessian矩阵。采用影响系数矩阵和对位置方程微分的方式... 将3-PUU并联机构作为激光切割机床的主体机构,以对3-PUU并联机构的运动学分析为目的,构建3-PUU并联机构的位置方程,采用虚设机构法建立并联机构的影响系数矩阵,包括Jacobian矩阵和Hessian矩阵。采用影响系数矩阵和对位置方程微分的方式分别求得并联机构的驱动副与动平台间速度和加速度的映射关系,将影响系数法和微分法所得驱动副速度和加速度图谱与ADAMS仿真结果对比。通过对比3种分析方法所得曲线的一致性,验证运动学理论研究的正确性、仿真验证的可靠性以及作为激光切割机床主体机构的适用性。影响系数矩阵的正确建立也为激光切割机床主体机构的动力学分析、性能指标的建立以及优化设计提供了基础。 展开更多
关键词 3-puu并联机构 少自由度 虚设机构法 影响系数 运动学
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PERFORMANCE ANALYSIS AND KINEMATIC DESIGN OF PURE TRANSLATIONAL PARALLEL MECHANISM WITH VERTICAL GUIDE-WAYS 被引量:10
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作者 LI Jianfeng WANG Xinhua +2 位作者 FEI Renyuan LIU Dezhong FAN Jinhong 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2006年第2期300-306,共7页
Performance analysis and kinematic design of the 3-PUU pure translational parallel mechanism with vertical guide-ways are investigated. Two novel performance indices, the critical slider stroke and the main section ar... Performance analysis and kinematic design of the 3-PUU pure translational parallel mechanism with vertical guide-ways are investigated. Two novel performance indices, the critical slider stroke and the main section area of workspace, are defined; The expressions of two other indices, i.e. the global dexterity and global force transfer ratio are revised based on the main section of workspace. Using these indices, performance changes versus the varieties of dimensional parameters of mechanism are investigated in detail and the graphic descriptions of change tendencies of the performance indices are illustrated. By means of these obtained graphic descriptions, kinematic parameters for the 3-PUU pure translational parallel mechanism with better characteristics can be directly acquired. 展开更多
关键词 3-puu pure translational parallel mechanism Vertical guide-way Performance analysis Kinematic design
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