对称结构Stewart机构位置正解的改进粒子群算法

根据杆长约束条件,建立了求6-DOF对称结构Stewart并联机器人机构位置正解的无约束优化模型。针对标准粒子群算法容易陷入局部极值、进化后期收敛速度慢等缺点,提出了一种基于差异度评价指标的改进粒子群算法——自适应变异粒子群算法。为克服随机算法不易求出并联机构全部位置正解的缺点,采用分层搜索自适应变异粒子群算法求并联机构位置正解中的优化问题。数值实例表明,对于对称结构Stewart并联机器人机构位置正解问题,改进粒子群算法能求出全部装配构型,且收敛速度较快、精度较高。

6-CRS并联机器人机构及其位置分析

提出一种新型6-CRS广义Stewart并联机器人机构,建立了其几何模型。应用螺旋理论分别分析了以圆柱副中的转动和线性移动作为主动输入的合理性,研究了相应的机构位置正反解问题。为提高差分进化算法(DE)的寻优效率,将其改进为自适应逃逸差分进化算法(AEDE),可有效克服早熟收敛并提高计算精度。建立了以转动输入为主驱动的机构位置正解非线性方程组,并应用AEDE求其解;推导了以移动输入为主驱动时的位置正解封闭表达式。数值实例表明,AEDE能快速求出以转动输入为主驱动时的全部高精度位置正解,并通过位置反解验证了位置正解的正确性。

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。

用连续法进行 6-SPS 并联机器人机构的位置正解

提出了用连续法求解多项式方程组时构造初始方程组的一条新原则，并将其应用于６－ＳＰＳ并联机器人机构的位置正解，使得求出该机构所有位置正解所需跟踪的同伦路径数目大为减少，从而提高了计算效率，还得到了位置正解数目最大值为２４的６－ＳＰＳ并联机器人机构两种新的尺度类型。

3SPS－PRPS并联型机器人机构位置正解分析

本文提出由三支ＳＰＳ和一支ＰＲＰＳ运动链连接上下平台的并联型机器人机构的位置正解分析方法．以上平台顶点坐标为输出变量建立起几何约束方程组，通过消元推导出一元八次多项式的输入输出方程．

6-(P-2P-S)并联宏动平台的轨迹跟踪控制

提出了一种新型6-(P-2P-S)并联宏动平台,应用凯恩方法建立了该机构的刚体动力学模型。采用分散控制策略对各分支独立控制,建立了单通道驱动关节空间的CARIMA模型,并针对广义预测控制(GPC)计算量大的缺陷,提出了一种模糊自适应直接广义预测控制(FDGPC)方法,该方法利用模糊逻辑系统直接设计预测控制器,并基于广义误差估计值对控制器参数和广义误差估计值中的未知向量进行自适应调整,轨迹跟踪控制仿真结果验证了该方法具有很强的鲁棒性,可实现并联宏动平台的高速高精度定位。

2(3PUS+S)型并联机构驱动部件振动响应特性分析

以一种2(3PUS+S)型并联机构模拟人工髋关节摩擦磨损试验为背景,针对目前机构驱动部件振动响应特性分析需要大量理论公式推导的问题,提出了一种驱动部件振动响应特性分析的方法。使用Solid Works对驱动部件的主体部分滚珠丝杠副进行三维建模,将模型导入Adams软件中,进行动力学分析,得到单个滚珠的撞击力曲线图;然后利用Workbench进行模态分析得到系统的固有频率和振型;最后,基于瞬态动力学理论,利用Workbench软件结合滚珠和滚道的撞击力以及系统的固有频率和振型,进行振动响应分析,得到了螺母的加速度振动响应曲线。结果表明:螺母加速度振动响应的振幅和测点位置有关。通过振动响应的分析,可以验证设备可靠性,为结构参数优化设计提供理论依据。

Exechon混联机器人的三自由度并联机构模块位置分析

以一种组成五自由度混联机器人Exechon的三自由度并联机构模块2-UPR&SPR为研究对象,利用解析法对其位置正/逆解进行分析。针对位置正解,得到了只含一个未知量的24阶多项式方程,给出了该机构位置正解的所有可能解的解析表达式,对于位置逆解,得到了其显式表达。算例表明,由正解方程得到的8个实数解对应4组镜像位形,逆解方程存在2个实数解,对应2种位形,从而得到该机构位置正/逆解的全部解析解。

一种新型三平移一转动解耦并联机构分析

基于并联机构拓扑解耦准则 ,构造了一种新型四自由度并联机器人机构 (三平移一转动 ) ,并对该机构进行解耦性分析和运动学分析 ;其变元的解都可用解析式表示 ,这为控制带来方便。

并联机构位置正解方法研究

以位置方程为基础,采用速度雅克比矩阵判断位置模型耦合度,并根据耦合度判断位置正解的难易程度,从而为求解方法的选择提供依据。针对强耦合位置模型具有普遍性且求解困难这一问题,以6-PRRS并联机构为研究对象,运用粒子群优化(PSO)算法进行位置正解计算,实例计算结果与实际位姿吻合,说明该方法有效且可行。

5-5 台体型并联机械手位置正解分析

研究的台体型并联机械手是指其上、下平台各顶点不仅限于一个平面内，而可以在空间任意分布。本文对一种５－５台体型并联机械手位置正解问题进行了研究，经过一系列的代数推导，得到了一个不含任何增根的２４次输入输出方程。经数值验证所得的结果正确。求解过程中的符号运算采用计算机代数系统“ＭＡＴＨＥＭＡＴＩＣＡ”

新型2T2R并联机构及其位置求解

基于五自由度4-UPU并联机构演绎出一种新型四自由度4-UPU/PPS并联机构.通过螺旋理论分析可得,该机构具有两个移动和两个转动(two-translational and two-rotational,2T2R)自由度,在此基础上建立了该模型的位置关系方程.由于位置正解复杂,以机构各驱动支链长度为约束对象,建立了无约束非线性优化适应度函数.提出一种动态变权重的多目标粒子群优化算法来搜索此函数的全局极小点,从而将位置正解问题转化为一个多目标优化问题.随机选取20组并联机构实际输入进行位置正解计算,计算结果与动平台实际位置和姿态吻合,解决了该机构位置正解的求解问题.

载波混沌Newton法在并联机构位置正解中的应用

针对Logistic混沌序列在(0,1)区间内的概率分布不均匀的特点,提出了基于幂函数的Logistic自适应载波混沌映射。新映射的概率分布较均匀,具有良好的遍历性。提出了基于Logistic自适应载波混沌映射的Newton迭代算法,即应用Newton迭代法求解非线性方程组时,以具有良好遍历性的Logistic载波混沌序列作为初始点。新方法可快速求出非线性方程组的多数(甚至全部)解,且计算过程简洁、效率高。根据杆长约束条件,建立了求6-DOF对称结构6-RUS并联机器人机构位置正解的非线性方程组,并应用新方法求解该方程组。数值实例表明,新方法可快速求出并联机构的全部位置正解,且应用位置反解验证了位置正解方法的正确性。

平面并联机构位置正解的改进粒子群算法

根据杆长约束条件,给出了求解3-RPR平面并联机构位置正解的无约束优化模型。针对标准粒子群算法容易陷入局部极值、进化后期收敛速度慢等缺点,提出了一种基于新的差异度评价指标的改进粒子群算法——自适应变异粒子群算法。采用自适应变异粒子群算法求并联机构位置正解中的优化问题。数值实例表明,改进粒子群算法能求出全部装配构型,且收敛速度较快、精度较高。

基于BP神经网络的并联机器人位姿分析

应用BP神经网络对并联机器人的位姿反解进行学习 ,进而求得机器人的位姿正解问题 .

基于遗传算法的三平动3-PRRRR并联机器人正解位形的研究与仿真

由于并联机器人构型的特点,在其运动学分析中,正解分析较为复杂,也是在研究并联机器人运动学过程中的一个难点.本文采用遗传算法,将并联机器人的运动学正解问题转化为优化问题.利用MATLAB遗传算法工具箱对三平动3-PRRRR并联机器人的正解问题进行求解,得到优化解,并用反解结果与正解结果进行互相印证,证明该方法对于并联机器人正解问题具有较高的实用性.

新的6-PSS型并联机构正向运动学求解方法

针对6-PSS型并联机构,通过研究其正向运动学,利用各支链铰点在动坐标系、静坐标系和滑块铰点坐标系3种坐标系下的位置关系,推导出6-PSS型并联机构的运动学模型,得到一种简明的运动学正向求解方法。在此基础上,提出了基于多元牛顿法和最速下降法的组合数值方法,并运用数值分析理论和计算机机器算数思想,最大限度提高收敛速度和减少单步迭代计算量。最后,编制了机构运动学的正向求解程序,进行了数值仿真,结果表明:改进的组合数值方法不仅可以更加快速地收敛到真实解,还能降低对初始估计值的依赖,扩大收敛范围,可以有效应用于该型并联机器人系统。

平面3-PRP型并联机构运动学及奇异性分析

平面3-PRP型并联机构在平面上具有3个结构对称的支链形式,每个支链由一个移动副(P)连接基座、1个移动副(P)与动平台相连接,2个移动副通过转动副(R)所连接。采用矢量分析方法对3-PRP型并联机构运动学正/反解进行求解,并基于雅克比矩阵对其速度和奇异性各向同性配置进行分析。仿真结果表明,3-PRP型并联机构在工作区域内无奇异位形,并可通过运动参数的调节提高运动精度。