三移一转并联机构运动学分析

为满足钢铁搬运行业的应用需求,提出了一种新型三移一转并联机构。该机构的每条分支包含驱动支链RPR和执行支链RPaPaR,其执行支链中的平行四边形铰链Pa具有封闭环结构特性,使机构有较大的刚度。借助螺旋理论分析了该并联机构的自由度。采用机构杆件之间的几何条件以及坐标变换求出机构的位置逆解,得到驱动杆件与动平台位姿的关系。根据钢铁搬运任务需求,使用五次多项式计算出动平台分段驱动函数,在仿真软件ADAMS中实现机构末端由初始到目标位置的轨迹规划,并由驱动杆的仿真数据与计算数据一致,验证了机构位置逆解数学模型的正确性。利用PID控制器搭建机构的位置控制模型,实现动平台的实际位置与理论位置轨迹的一致性。使用CAD变量几何法得到了机构的可达位置工作空间,并对其进行了分析,得出工作空间分布特点。

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 ;

3RRC并联机器人机构位置分析的通用方法

应用螺旋理论,针对一类3RRC并联机器人机构进行自由度分析,结合矩阵法对其位置正反解进行分析,得出了适用于这一类并联机器人机构位置分析的输入输出方程。利用该方程可方便地对3RRC类并联机器人机构进行程式化设计和分析。

一类新型三平移并联机器人机构的位置分析

分析了一类新型三平移并联机器人机构 ,求得其正逆运动位置的解析解 .较之已有的三平移并联机构 ,此类机构不仅位置分析解数低 ,求解容易 ,而且正解还具有一定解耦性 .机构运动的解耦性与机构的拓扑结构、尺度型、主动副的选择等多种因素有关 .本文研究的新机构采用特殊的几何配置极好地解决了并联机构多支路对称布置时不利于解耦、易多出非独立输出运动项的弊端 .同时 ,发现C ,P副的采用可降低运动求解特征数 (方次 ) ,而将C副中的线性移动作为主动输入时其解耦程度优于将旋转运动作为主动输入 .机构运动的解耦性为并联机器人的实时控制与规划提供了有利基础 .

三平移并联机器人步进电动机闭环控制

对自主开发的新型三平移并联机器人进行了位置分析 ,设计并建立了以 DSP为核心的并联机器人步进电动机闭环微机控制系统 ,利用 VC++6 .0设计了机器人系统的控制软件。实验结果表明 :由于系统采用的步进电动机体积小、转矩大、转速范围宽 ,因而简化了机械设计 ,减小了机器人系统的体积 ,实现了并联机器人运动轨迹的高精度控制。

串并联板材安装机器人结构设计与实现

针对干挂工艺下大尺寸、大质量板材的安装存在自动化程度低、事故发生率高等问题,研制开发了新型的串并联板材安装机器人样机系统.在分析板材安装工艺流程的基础上,确定了机器人总体设计方案,并对机械系统进行了详细的结构设计.根据板材安装的环境特点,提出了基于倾角和激光测距传感信息反馈以及结构光条视觉定位的机器人位姿检测方法.建立了机器人并联平台位置反解方程并进行了仿真验证.板材安装试验结果表明,该机器人结构设计合理,能够实现大质量、大尺寸板材的自动化安装.

三平移并联机构3-RRC的工作空间分析

机器人的工作空间是衡量机器人性能的重要指标之一。并联机器人的工作空间决定着并联机器人的整体尺寸。通过矢量法建立了三平移并联机器人机构3—RRC的位置正反解方程,探讨了结构参数对该并联机构工作空间的影响规律,为扩大工作空间提供了途径,且为工作空间的综合提供了依据。该并联机器人机构在工业装配机器人、力与力矩传感器、虚拟轴机床、坐标测量机等领域具有广泛的应用前景。

一种新型三自由度并联机构及其运动学分析

提出了一种新型三平移并联机器人机构,运用螺旋理论分析了该机构实现空间三维移动的机构学原理及其自由度,判断了机构的主动副位置;给出了机构位置分析的正、逆解析解,对机构进行了速度、加速度分析并讨论了机构输入-输出运动解耦性。

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。

新型三维移动3-RRUR并联平台机构及其位置分析

为了丰富并联少自由度机器人的机型,提出了一种能实现空间三维移动的并联机器人机构模型,该模型由3个RRUR分支构成。采用螺旋理论分析了它能实现三维移动的机构学原理,计算了它的自由度,给出了其位置反解方程及其表达式,并进行了数值验证,绘制了工作空间的形状。

四足步行椅机器人位置分析及足端点轨迹规划

针对当今社会对助老助残机器人的需求,设计了一种基于4(2-UPS+UP)并联机构的四足步行椅机器人。首先,介绍了该机器人的整体构型及各杆件设计参数,建立了单腿机构的数学模型,求解了该机构的自由度。其次,对单腿机构进行位置分析,计算了其工作空间。最后,在对末端点行走轨迹进行规划的基础上,得出了轨迹曲线函数,并对单腿机构进行实验研究。实验结果表明,机构实际轨迹曲线与理论曲线误差在合理范围内,验证了机构设计的合理性以及轨迹规划的可行性,为四足步行椅机器人的设计与控制提供了理论参考。

4-RUP_aR并联机器人机构及其运动学分析

提出一种能实现三维移动和绕z轴转动(3T1R)的新型对称4-DOF空间4-RUPaR并联机器人机构。采用螺旋理论分析4-RUPaR并联机器人机构实现空间3T1R运动的机构学原理,计算其自由度,讨论输入选取的合理性。以机构的杆长为约束条件,建立约束方程,得到位置分析的非线性方程组。推导机构位置正解的一元超越方程,并应用自适应变异粒子群算法(Adaptive mutation particle swarm optimization,AMPSO)求解该方程。导出位置反解的封闭方程及速度、加速度的表达式。最后应用算例对位置正反解的研究结果进行数值验证,正解结果与反解结果十分吻合。在位置正解分析的基础上,对算例的速度和加速度正解进行分析。

一种新型三腿并联机床的位置空间分析

本文介绍了东北大学新开发的一种新型三腿并联机床 ,该机床即可进行立式加工又可进行卧式加工。文中对机床的平行约束机构进行了分析 ,求出了机床的运动学逆解方程。该机床运动学逆解方程形式简单 ,计算量小 ,易于进行实时控制 ,在机械加工等领域具有很高的应用价值。

一种并联机器人机构及其运动分析

介绍了一种空间3自由度并联机构3-PUU,该机构有动平台、定平台和三个连接支链组成,动平台相对于定平台有2个转动和1个移动。该机构动平台和定平台之间的连接全部由万向铰链完成,结构简单、对称,刚度高,控制简单;P副水平布置,动平台重力由导轨承担,丝杠轴向受力小,刚度好;相对于3-PRS两转一移机构,绕X和Y轴允许摆角;与3-UPU机构相比,工作空间大。文中建立了运动学方程,计算了该机构的自由度,给出了位置解和Jacobi矩阵,进行了奇异性分析,为该机构的应用打下了基础。

一种新型烹饪并联机器人位置与工作空间分析

提出了一种基于新型并联机构的烹饪机器人。首先对人工烹饪时锅具的运动进行分析,设计了旋锅、颠锅、翻锅、倾斜4个基本动作;然后依据4个基本动作,设计了2RRPS/SPS并联机构作为烹饪机器人的工作平台。运用解析几何法求得工作平台位置正反解表达式,并利用MATLAB软件验证了位置正反解表达式的正确性,通过运动仿真验证了该烹饪机器人的有效性。

基于双6-UPU并联机构的步行机器人步行越障步态仿真与试验（英文）

为拓展六足机器人的应用,提高六足机器人对工作环境的适应性及工作的灵活性,该文提出了一种基于并联腿的六足步行机器人结构。该步行机器人由2个6-UPU并联机构腿和6个足构成,每个足上各安装1个辅助腿,共有18个自由度,辅助腿可根据环境改变步行机器人身体的高度,增强了克服障碍物与环境的适应能力。首先,对该机构进行运动学分析,通过腿部6-UPU并联机构的运动学逆解求解,得到机器人运动过程中并联腿各分支的状态;其次,通过对人体行走规律的研究,根据运动学逆解的结果,设计了步行机器人的2种步态,分别为跨步行走步态和越障步态;之后,根据样机材质,在ADMAS环境下对六足机器人的模型组件增加质量,进行2种步态的行走仿真,跨步行走步态一个步态周期耗时23.734 2 s,步行机器人机体前进400 mm,平均行走速度为1 011.2 mm/min,而越障步态一个步态周期耗时18 s,步行机器人机体前进100 mm,平均行走速度为333.3 mm/min;最后,选用两片STM32芯片为核心处理器进行控制系统设计,两片STM32芯片分别进行数据采集与PID运算,二者间采用串口通信实现数据传输,跨步行走步态一个步态周期耗时24.85 s,步行机器人机体前进385 mm,平均行走速度为929.6 mm/min,而越障步态一个步态周期耗时20.8 s,步行机器人机体前进90 mm,平均行走速度为259.6 mm/min。试验表明:跨步行走步态下,完成一个步态周期内的耗时与平均行走速度的偏差分别为5%、8%,而在越障步态下,完成一个步态周期内的耗时与平均行走速度的偏差分别为13%、22%,绘制了2个平行腿移动平台中心点的规划轨迹和试验轨迹,试验轨迹在步行阶段,试验结果滞后于2种步态的模拟结果。其偏差可归结为试验样机中各电动缸自身特性、装配精度、部件的质量差异等因素的影响,但样机能够按照设定的步态完整设定的行走任务,从而验证了仿真分析的正确性。该研究为进一步研究六足并联腿步行机器人实现未知倾斜面或环境中的稳定行走提供了初步的实践依据。

一种过驱动并联机构的运动学分析及控制系统设计

介绍了一种平面2-DOF四分支过驱动并联机构,通过建立该机构的运动学数学模型,对其进行了位置反解和速度雅克比矩阵的求解;然后详细说明了该机构的运动控制系统组成,同时给出了实验结果;实验结果表明,该系统的轨迹跟踪精度比较理想。

两平移两转动并联机器人机构运动学分析

分析了一种两平移两转动并联机器人机构,求出其运动学正解和反解封闭解,讨论了该机构的控制解耦性。与其它类似机构相比,该机构结构简单、位置分析求解容易。同时,设计了一种利用本并联机构的中医推拿串并联机器人,该机器人具有工作空间大,动平台动力性能好等特点。该并联机构还可应用于工业装配机器人、微动机器人、虚拟轴并联机床、多维减振平台等领域。

基于BLDC的新型五自由度并联机器人运动控制

在自主研制的新型五自由度并联机器人的基础上,设计完成了以微机、无刷直流电机PCI接口测控卡为基础的控制系统硬件部分,应用ADAMS软件求解了机构的位置反解曲线,利用C++语言编写了机器人系统的控制软件,实现了并联机构连续轨迹运动。实验结果验证了本并联机构及其控制系统的可行性。

一种新型拟人机械腿及其工作空间分析

目前,多数拟人机械腿均采用串联机构,该机构存在运动惯性大、承载能力小等不足。为了解决当前拟人机械腿存在的问题、且满足拟人机器人运动特性的需要,提出一种新型拟人机械腿机构,对其工作空间的分布规律进行了研究,介绍了其结构布局特点,推导出这种机械腿的位置反解方程。根据其结构布局特点,绘制了这种机械腿的姿态和位置工作空间,分析了拟人机械腿各结构参数对其工作空间大小的影响。仿真结果满足人体腿部的运动要求,为当前拟人机械腿的研究提供了一种新的构型,该机构具有承载能力大、运动惯性小和仿生效果好等优点。