基于单开链单元的三平移并联机器人机构型综合及其分类

以单开链支路为单元,揭示了并联机器人机构结构组成的某些规律,提出了三平移并联机器人机构型综合的一种系统、有效的新方法。型综合共得到33个机构,并进行了分类。其中29个机构为首次给出。提出的三平移并联机器人机构型综合方法具有普遍性意义,并已用于其他运动输出类型的欠秩并联机器人机构的型综合。

基于单开链单元的三平移一转动并联机器人机构型综合及分类

以单开链支路为单元 ,揭示了欠秩并联机器人机构结构组成的某些规律。提出了输出运动为三平移及一定向转动的并联机器人机构型综合的一种系统、有效的新方法。型综合共得到 5 0个新机构 ,并对其进行了分类。提出的 4d.o.f.并联机器人机构型综合方法具有普遍性意义 ,并已用于其它运动输出类型的欠秩并联机器人机构的型综合。

基于方位特征方程的3T-1R并联机构的拓扑结构综合

以SCARA并联机器人的发展为背景,用提出的基于方位特征(POC)方程的并联机构结构综合方法,详述可实现三维平动和一维转动(3T-1R)的并联机构拓扑结构综合的完整过程,给出了13种拓扑结构类型(包括现有的3种SCARA并联机器人构型)及其分类,从中还可进一步衍生出具有实用价值的新机型。基于POC方程的并联机构结构综合方法,每一步都有确定的公式或准则,思路清晰、操作方便。

一种新型三维平移并联机构及其位置分析

基于以单开链为单元的并联机器人机构组成原理 ,设计构造了一种动平台能实现空间三维纯移动的并联机器人机构 ,对其进行了结构特性分析 ;给出了其位置分析的正逆解析解 ,讨论了该机构的输入 -输出运动解耦性 ;

基于单开链单元的三平移一转动并联机器人机构型综合

以单开链支路为单元 ,揭示了欠秩并联机器人机构结构组成的某些规律。提出了输出运动为三平移及一定向转移的并联机器人机构型综合的一种系统、有效的新方法。型综合共得到 5 0个新机构 ,并进行了分类。提出的 4d.o.f.并联机器人机械综合方法具有普遍性意义 ,并已用于其它运动输出类型的欠秩并联机器人机构的型综合。

基于混合链的弱耦合三维平移并联机构型综合

提出了混合单开链的设计原理、构造原则及一般设计步骤,设计构造了运动输出包含三维平移的多种实用混合链结构;系统地给出了一种程式化的基于混合链的弱耦合三维平移并联机器人机构型综合过程;得到了8个弱耦合三维平移并联机构原创型基本机型,通过改变主动副类型、运动副位置或支链的局部结构等又可得到众多衍生机型;又按照拓扑结构稳定性与对称性、运动学与动力学问题复杂性、运动输入一输出控制解耦性和加工制造装配性四种指标,对这8个三维平移基本机型进行了定性分类及推荐。

3-R11 R11 R-4r三平移解耦并联机构位置计算及样机研制

基于以单开链为单元的并联机器人机构组成原理 ,设计并研制了一种全由转动副组成的动平台能实现空间三维纯移动的解耦并联机器人机构 ,给出了其位置分析的正、逆解析解 ,为其工作空间分析、误差分析等奠定了基础。

以基本运动链为单元的并联机构拓扑结构设计

研究了以基本运动链（BKC）为单元的并联机构组成原理及其拓扑结构设计方法。首先,提出基于BKC的并联机构组成原理表达式;其次,基于BKC的组成原理及其耦合度k的计算公式,设计给出理论上满足k=0~3且基本回路v=1~5的53种BKC基本类型及其解析表达式;其中,最常用的6种BKC基本类型能解析表示出40种BKC拓扑结构,而这些BKC拓扑结构成为常用并联机构的基本组成单元;最后,提出一种直接以BKC为设计单元,同时满足方位特征集（POC）设计目标的并联机构拓扑结构设计的一般性实用方法,并以实例说明。该方法无需综合支链及其在动、静平台之间的拓扑布置,仅含3个步骤,操作简单,具有很好的实用性;与已有的主要型综合理论方法相比,操作简单、方便,具有很好的实用性和普适性。

新型两平移一转动并联机构及奇异位形分析

根据并联机器人机构结构综合理论,以单开链支路为单元,提出了一种能实现空间二维移动和一维转动的三自由度并联机构。分析了该机构的运动特性和运动学正反解,得到了该机构的奇异位形。该机构在结构上具有较好的对称性和解耦性。

6自由度弱耦合并联机构机型设计及其方法

提出了基于混合单开链的6自由度弱耦合并联机器人机构机型设计的一种程式化有效新方法,系统地阐述了动平台可实现三平移及三转动输出的6自由度并联机器人机构机型设计过程。设计出输出构件可实现三平移及三转动的7个新的实用混合单开链,首次给出静平台上6个转动副(或6个移动副)为主动副、具有较低耦合度及某些拓扑结构对称性的27种新的基本机型。通过改变主动副类型、主动副位置或支链的局部结构等又可得到更多的衍生机型。又按照机构拓扑结构对称性、输入—输出运动耦合复杂性、结构简单性及制造装配性能等对基本机型进行了简明分类并推荐了优选机型。

对称三自由度并联机器人拓扑结构型综合与分类

以单开链支路为单元,揭示了对称少自由度并联机器人组成的规律,提出了输出运动为3自由度并联机器人的型综合方法。型综合共得到5种对称的三维平移3自由度的并联机器人和6种对称的三维转动3自由度的并联机器人。

基于序单开链法的空间4自由度并联机构位置正解

提出空间并联机构位置正解的一种新方法——序单开链(SOC)法。该方法依据机构的拓扑结构特征,将机构分解为若干个有序单开链单元,又进一步划分出各基本运动链。计算出机构的耦合度,并根据耦合度算法原理,按序单开链单元分解顺序建立与机构拓扑结构相统一的机构位置分析数学模型。无需技巧性降维即可得到维数最少恰等于机构耦合度的位置正解方程。当机构的耦合度为1时,可用一维搜索得到全部实数解。该方法分析过程简明、通用,且物理意义明晰。与消元法相比,没有繁杂的数学推导,且计算效率较高;与一般搜索法相比,具有可求出全部实数解的优点。以4自由度并联机构为实例,通过一维搜索得到其位置正解的全部实数解。

Tricept机器人机构位置正解的序单开链法

基于序单开链单元提出了Tricept机构位置正解的一种方法。该方法依据机构的拓扑结构特征,分析过程简明,可求出全部实数解,建立了与机构拓扑结构相统一的机构位置分析数学模型,且得到维数最少恰等于机构耦合度的位置正解方程。通过二维搜索得到其位置正解的全部8组实数解,且计算效率较高。

典型并联机构拓扑结构特征分析

采用基于方位特征(POC)和有序单开链(SOC)的并联机构拓扑结构设计理论与方法,对Omni-Wrist III、PS+PRS+PSS、3-RRR球面、2-SPS+1-RPR,以及实现Schoenflies运动的3种3T1R机构(H4、4-R∥R∥R⊥R∥R、X4改进型)等7种具有较好实用价值的典型并联机构进行了拓扑结构具体分析,给出了它们的POC集、自由度、耦合度3个主要拓扑结构特征,这些特征反映了这些机构拓扑结构、运动学及动力学的基本性能,为其拓扑结构优化、运动学与动力学研究,以及设计和应用提供了理论基础;揭示了一些有利于并联机构设计和应用参考的共性规律。

基于VB编程的并联机器人机构型综合研究

基于单开链单元的欠秩并联机器人机构型综合方法,提出了用VB编程实现并联机器人机构的型综合,并用此方法对三平移并联机器人机构进行了型综合,达到了型综合自动化的目的。

基于影响系数的并联机器人机构运动分析

从单开链 (SOC)入手 ,应用矢量的矩阵表示方法 ,引出了一阶转动及移动、二阶转动及移动影响系数的概念 ,并合并得出了一阶、二阶运动影响系数的表达式 ,该表达式与机构的运动参数无关 ,只与机构的位形有关 ,从而使速度分析、加速度分析能以极简单的显式表达 ,不需任何求导过程 ;进而根据单开链(SOC)与并联机构的联系 ,通过各支路运动输入与输出之间的关系 ,取其只与主动副有关的方程 ,最终得出了并联机构对应于广义坐标的一阶、二阶运动影响系数 。

基于单开链单元的三平移并联机器人机构型综合及分类

以单开链支路为单元 ,揭示了欠秩并联机器人机构结构组成的某些规律。提出了三平移输出并联机器人机构型综合的一种系统、有效的新方法。型综合共得到 3 1个机构 ,并进行了分类。其中 2 7个机构为本文首次给出。提出的三平移并联机器人机构型综合方法具有普遍性意义 。

一平移两转动并联运动振动筛动力学建模与精度分析

对单自由度一平移两转动(1T2R)并联运动振动筛进行了动力学分析。由于该机构包含2个子运动链(SKC),且其耦合度均为零,因此,首先由求得的符号式位置正解直接求解各杆件(角)速度和(角)加速度;然后,基于Newton Euler原理的序单开链法,对含两个SKC的空间并联机构进行动力学建模,计算得到该机构主动副的驱动力矩变化曲线;与利用传统Lagrange法得到的驱动力矩进行了动力学建模误差对比分析,结果表明,基于Newton Euler原理的序单开链法具有更高的动力学建模精度。本文为多回路空间并联机构高效、精确动力学建模与分析,以及该并联运动振动筛的动力学参数优化提供了理论基础。

基于单开链单元的并联气液动连杆机构运动分析

依据平面并联气液动连杆机构的拓扑结构特征,基于相同的序单开链分解线路,建立了与机构拓扑结构相统一的机构位置、速度、加速度分析模型,得到了维数恰等于机构耦合度的平面并联气液动连杆机构位置、速度、加速度方程。以3自由度平面并联气液动连杆机构为例,进行了位置、速度、加速度分析。

3-P//R⊥4r⊥R型三维平移并联机构及其位置分析

设计构造了 3 -P/ /R⊥ 4r⊥R型三维纯移动的并联机器人机构 ,进行了机构运动输出特性分析及自由度计算 ;给出了其位置分析的正、逆解析解 ,讨论了其运动参数的取值范围 ,并分析了该机构的输入 -输出运动解耦性。