新型4-DOF并联机器人位置和工作空间分析

提出研究新型4-DOF并联机器人的位置和工作空间的问题,利用计算机辅助几何法构造4-DOF并联机器人模拟机构,基于并联机器人的模拟机构,分析出一种4-DOF并联机器人的位置和工作空间。模拟结果表明,计算机辅助几何法的应用不但大大简化了并联机器人机构分析位置和工作空间难度,而且快捷直观,值得推广。

一种球面2-DOF冗余驱动并联机器人的优化设计

提出了一种基于兼顾全域性能指标和局域性能指标相对性能综合最优的机器人机构尺寸优化设计方法,运用VB、Matlab软件编写优化程序,并通过范例给出了该优化程序的使用方法,实现了球面2-DOF冗余驱动并联机器人机构在不同应用场合下兼顾不同性能的尺寸优化设计。

可实现空间取放作业的4自由度并联机器人机构综合

本文旨在解决非过约束4自由度并联机构综合这一机构学难题.在总结已有的4自由度并联机器人综合结果的基础上,结合运动子群的概念和螺旋理论的方法,技术性地解决了约束数目和支链数目之间存在的矛盾.利用解析的手段给出了一套全新的非过约束对称4自由度并联机构设计方法.定义了一系列便于综合该机构的概念,分析了该类机构必须具有的拓扑结构,得出两种类型的该类并联机构.给出了满足设计条件的运动副组成情况及空间装配条件,最后给出了典型机构的设计范例.

Stewart平台6-DOF并联机器人完整动力学模型的建立

采用RPY角描述方法,基于拉格朗日方程建立了Stewart平台6-DOF并联机器人完整动力学模型。此 模型具有与一般机器人相同的结构,同时给出了模型所具有的基本性质。

3-DOF平面并联机器人的类型分析与运动学

根据3-DOF平面并联机器人过渡关节为转动关节或移动关节,推知其过渡(关节)变量为转动变量或移动变量,将其分为两种类型,即过渡变量为转动变量的第一类和过渡变量为移动变量的第二类平面并联机器人。并导出了各类型具有的标准运动学模型及其解的结构。类型一的运动学正解为一元六次方程,最多有六组解;类型二的为一元二次方程,最多有两组解。反解运动学模型为一元二次方程或有惟一解。

6-DOF并联机器人分散变结构控制研究

针对6-DOF并联机器人的非线性和强耦合特性,首先将机器人模型化为正则型,然后对每个子系统设计了变结构控制器,即构成分散变结构控制系统。该控制器实现了对系统的镇定和解耦。仿真结果证明了控制器的有效性。

一种可以实现救援对接的4自由度并联机器人设计方法

笔者设计出一种可以在潜水艇和空间飞行器救援对接中实现对接的 4自由度的并联机器人机构。其中 3个为转动自由度 ,1个为移动自由度。分别用于对接过程中的位置和姿态调节。给出了其设计的基本原则和运动副放置条件。利用螺旋理论分析了设计的正确性 ,证明了它所具有的 4个自由度完全满足设计要求。

基于6-DOF并联机器人医疗器械道路运输模拟平台的关键技术及实现

针对目前医疗器械道路运输模拟平台短缺的问题,提出了一种使用6-DOF并联机器人进行道路运输模拟的实现方法。通过改进谐波叠加法建立三维道路谱模型,与标准功率谱对比验证仿真模型的准确性。将三维道路谱作为激励源转化为机器人运动数据,通过绝对位置S形直线插补方法控制并联机器人,使其能够高效准确地模拟车辆在不同车速、各种等级路面上的运动状况。

基于刚柔耦合的3＿P(4R)并联机器人仿真分析

并联机器人连杆的弹性变形直接影响机器人系统的运动特性.本文针对3_P(4R)并联机器人,利用MATLAB和ANSYS对其进行轨迹规划和连杆的柔性化,建立了3_P(4R)并联机器人的刚柔耦合动力学模型,基于ADAMS软件对该并联机器人进行了动力学仿真分析,并与多刚体模型进行对比,获得了连杆柔性变形对末端轨迹的影响.该研究结果为该机器人下一步准确地主动控制末端运行轨迹路线提供了重要依据.

I4R并联机器人工作空间分析

工作空间是评价机器人工作性能的一项重要指标,以I4R并联机器人为研究对象,首先介绍了其机构特点,然后基于运动学逆解,运用MATLAB软件编制程序,绘制了其在定姿态下的工作空间,并分析了杆长变化对工作空间的影响,确定了最佳工作平面。所得结果为此类并联机器人的设计与应用提供了直接依据。

4PUS-1PS型并联机器人运动学与工作空间分析

并联机器人的运动学分析是动力学分析的基础,而工作空间是评价并联机器人工作性能的重要指标。对4PUS-1PS型并联机器人进行了逆运动学分析,使用ADAMS软件对其进行仿真,并与MATLAB软件计算的结果相比对。基于运动学逆解,结合机构的约束条件,运用MATLAB搜索其工作空间。为其动力学分析及此类机器人的设计与运用提供依据。

基于CPG的并联腿四足机器人步态控制

并联腿结构的四足机器人具有承载能力强、刚度大、运动精度高的优点,但控制复杂。为更好地控制,提出了一种串联结构等效方法对并联腿进行了分析,结合中枢模式发生器(CPG)对等效的髋、膝关节进行控制,从而实现四足机器人不同步态,并利用ADAMS与MATLAB/SIMULINK软件搭建了四足机器人的虚拟样机与控制系统。仿真实验结果表明,串联等效分析方法能够应用于并联腿结构,CPG可实现四足机器人的Walk与Trot步态,验证了该方法的可行性与有效性。

Par4并联机器人轨迹规划研究

研究了Par4并联机器人操作空间的轨迹规划算法。分析了Par4并联机器人机械结构,采用几何分析法得出其运动学模型。采用了SCCA凸轮运动模式进行速度规划。在操作空间中将直线插补和圆弧插补运用于并联机器人末端轨迹规划。将两种插补规划运用于Par4并联机器人,并在MATLAB2010a中进行仿真分析,验证了两种轨迹规划应用于Par4并联机器人的可行性和合理性,为机器人的运动控制控制提供理论基础。

基于2UU-UPU并联机构的4足机器人设计

针对串联4足机器人负载能力低及由误差累积导致的控制精度低的问题,课题组采用2UU-UPU并联机构作为4足机器人大腿基本构型,并在动平台上添加一长杆作为小腿结构设计了新型4足机器人。首先基于修正的Kutabach-Grübler公式计算单腿机构的自由度并进行验证;其次利用几何关系求解该结构的逆解表达式;然后基于结构的约束条件,借助MATLAB软件求得该并联机构的工作空间;接着在SolidWorks中建立4足机器人的三维模型;最后进行4足机器人的步态规划和仿真分析。结果表明:该机构工作空间大,运动平稳,控制方便,适合作为4足机器人腿部结构。该研究在工程上有一定的实用性。

3-DOF并联机器人奇异位形分析

通过对3-DOF并联机器人机构的分析,采用UG建立其三维模型;采用空间闭环向量法建立运动学反解方程,得到其全部解;通过MATLAB软件对机器人运动学进行数值仿真,以验证位置反解的正确性.采用求导法求出了雅克比矩阵,在此基础上对奇异位形进行分析.

4-R(2-SS)并联机器人机构积分指数自适应滑模控制研究

为实现4-R(2-SS)并联机器人机构的运动学高性能控制,提出了克服支路间耦合作用和系统不确定性作用的积分指数自适应滑模控制方法。通过建立关节空间动力学模型,求得各支路驱动关节包含耦合惯量的等效惯量,以补偿各支路间耦合作用;通过设计积分指数自适应律,提出并联机器人机构的积分指数自适应滑模控制方法。使用MatLab对所设计的控制算法进行仿真,并将其应用于4-R(2-SS)并联机器人样机,验证了所提出积分指数自适应滑模控制方法的有效性。

3转动1移动并联机器人机构的结构综合

利用螺旋和反螺旋之间的互易关系,分析了给定机构运动自由度与支链约束之间的关系,提出了基于螺旋理论的4自由度并联机器人机构结构综合的一种方法.据此构造了3转动1移动4自由度并联机器人机构的可能支链类型,列举了多种新型对称机构和非对称机构.所提方法对其它少自由度并联机器人机构的结构综合具有普遍意义.

求解并联机器人加工自由曲面的实时速度/加速度

提出一种新的计算机辅助变量几何法,用于实时求解一个3自由度3-UPRR并联机器人在模拟加工一个3D自由曲面过程中,各个驱动杆以及末端运动平台的速度/加速度解。首先,基于计算机辅助变量几何法建立3-UPRR并联机器人的模拟机构,并在此基础上建立用于加工任意3D自由曲面的模拟加工系统;其次,基于同一个固定平台构造其速度模拟机构以及加速度模拟机构;最后,求解出在加工3D自由曲面过程中实时的速度和加速度。经解析验证,模拟得到的结果完全正确。计算机辅助变量几何法不仅简单直观,而且省去了复杂编程的过程。

一种新型6自由度并联机器人的运动学分析

提出了一种6自由度2-S'PU的2支链并联机构,其中S'表示球面3自由度机构,为复合驱动装置,P为移动副, U为虎克铰,根据机构自身的几何特征,采用余弦矩阵方法得出了该并联机构的位置正反解的封闭解形式,提高了计算效率,其正反解的形式均为仅含偶次项的一元四次多项式。

一种冗余并联机器人的运动学及工作空间分析

针对一种平面冗余2-DOF并联机器人,分析了其运动学正解和反解,并在运动学反解的基础上讨论了该机构工作空间的约束条件;提出了运用Matcom将Matlab和VC++结合起来进行混合编程的方法,探讨了并联机构工作空间的形状,并得到基于VC++开发的该并联机器人控制系统;仿真结果表明,该机构具有较好的工作空间,可广泛应用于工业装配机器人、虚拟轴并联机床和多维减振平台等领域。