基于牛顿迭代的6-UPS并联机构运动学正解的研究

对自制的6-UPS并联机构的运动学问题进行了分析,利用数值法对该机构的运动学正解进行深入研究。通过运动学反解计算,在旋转矩阵和驱动杆长约束条件下,建立了运动学正解的数学模型,通过化简得到一组六个只含有三个姿态变量的非线性方程组;利用Mathematica软件求解上述方程,利用牛顿迭代法引入所有有效初值求解上述方程组得到正解结果,避免由于初值选取不当产生的漏解现象,并绘出对应的机构装配简图。经算例验证,方法使得算法的收敛速度以及高效寻找全部解得到很好的提高。

同伦迭代法及应用于一般6-SPS并联机器人机构正位置问题

提出了一种基于同伦函数的新迭代法，它不需选取初值并可求出全部解，比传统的同伦（连续）法简化了求解过程，提高了计算效率和可靠性。将该方法应用于求解一般６－ＳＰＳ机械手的正位置问题，得到满意的结果。

国六排放标准中固定运转法的试验研究

国六排放标准GB 18352.6—2016中对底盘测功机设定加载阻力提出了一种新的方法:固定运转法。从计算原理入手分析,并选取1辆样车在转鼓上开展滑行试验,对比分析固定运转法与迭代法的差异,还对采用2种滑行方法得到的加载阻力分别进行了国六排放试验。结果表明:固定运转法相对迭代法更简单,且没有±10 N的限值要求;样车采用2种滑行方法所得到的测功机加载力差异不大,平均偏差2.4 N,最大差值为3.08 N,相对道路阻力的最大偏差点是20 km/h处,相对偏差比例为1.9%。样车在2种阻力下油耗结果相同,污染物中PN相对偏差13.6%,其他污染物排放结果差异较小,偏差值均在3%以内。

机器人自适应砂带磨削镍基高温合金精铸叶片试验研究

镍基高温合金精铸叶片由于其铸造余量大、定位无基准等,在加工时难以保证其加工精度。采用机器人砂带磨削方式并结合自适应加工技术,对镍基高温合金航空发动机精铸叶片进行磨削。通过对精铸叶片采用三坐标6点迭代的方式,确定航发叶片相对于夹具的位置;然后进行轨迹规划并提取点位信息,建立四阶齐次矩阵反求出机器人运动轨迹,保证磨削位姿和磨削参数;最后根据叶片型面余量信息,采用自适应加工方法,对航发精铸叶片进行定量的材料去除,保证其加工精度。

基于改进牛顿迭代法的手腕偏置型六自由度关节机器人逆解算法

手腕偏置型六自由度关节机器人不满足Pieper法则,无法求得封闭形式的运动学逆解。对比非偏置型机器人结构,提出一种结合非偏置型机器人封闭逆解和改进牛顿迭代法的数值迭代算法。先利用反变换法求得同构型非偏置型机器人的封闭逆解,并将该封闭逆解作为后续迭代搜索的初始值;将偏置型机器人运动学正解的3个位置分量和3个独立姿态分量构造成1个非线性方程组,利用改进牛顿迭代法对该非线性方程组进行迭代搜索,从而求解得到偏置型机器人的数值逆解。大量试验表明,该算法可以满足一般实时控制要求。

采用解耦的牛顿迭代法进行六自由度平台运动正解分析

典型六自由度平台由于6个控制杆采用并联结构,存在耦合度高的特点。牛顿迭代法在对这种六自由度平台求正解时会构造6个六元非线性方程,在求解此方程组的过程中会构造一个6×6的雅克比矩阵,求解复杂且耗时。文中设计的一种解耦六自由度平台是在典型并联六自由度平台的基础上分别对x,y以及偏航角方向进行解耦,从而构成的一个串并联六自由度平台。牛顿迭代法计算该解耦六自由度平台的正解时,只需构造3个三元非线性方程和一个3×3的雅克比矩阵,降低了求解复杂度。牛顿迭代法在设计的解耦六自由度平台的正解速度较典型并联结构六自由度平台提升了75.7%,提高了六自由度平台的实时性。