双输出3D打印解耦并联机器人的设计与分析

提出一种新型1PRRR/3PRRRR四自由度3T1R并联机构。基于这种并联机构,设计一种具有两个输出的3D打印并联机器人。该机器人机构对称布置的运动支链共用驱动,具有两个运动完全一致的末端执行器。分析这种新型并联机构的自由度,运动学反解,雅可比矩阵,耦合性及奇异性,有利于优化选择3D打印机器人机构的结构参数。最后对3D打印机器人机构进行运动学仿真试验。结果表明,该机构动平台具有较大的转动角度,3D打印机器人能够在倾斜角较大的平面上打印,为进一步实现设计的3D打印机器人的控制提供依据。

6-RRS超冗余驱动飞行模拟器的性能分析

提出一种以6-RRS超冗余驱动球面并联机构作为飞行模拟器的运动机构。该球面并联机构具有三个转动自由度,六个驱动,三个冗余驱动;两个完全相同的3-RRS球面并联机构构成6-RRS球面并联机构,该球面并联机构广义上仍然具有一个定平台,一个动平台,整个动平台即为飞行模式器座舱。该运动机构采用电气伺服系统驱动,从而克服了液压伺服系统的缺点;同时采用超冗余驱动达到大功率运动的目的。主要分析6-RRS超冗余驱动飞行模拟器的三项重要性能指标,利用螺旋理论给出该运动机构的雅可比矩阵,并以雅可比矩阵为核心分析该机构的灵巧度性能以及刚度性能和奇异性能。

基于C4.5决策树的自主步态选择算法

针对四足机器人如何自主选择静动步态问题,提出了一种基于C4.5决策树的自主步态选择算法.首先,研究影响四足机器人静动步态行走的4个主要因素:地形复杂度、速度、行走能耗和稳定性,并分析这4个因素之间的内在联系.然后,将以上4个因素作为静动步态选择依据,研究一种基于C4.5决策树的自主步态选择算法,通过训练得到静动步态自主决策规则.最后,综合6个目标因素加权的改进A*路径规划算法,仿真验证了所提算法的有效性和可行性.

三自由度冗余驱动飞行模拟器设计及分析

提出一种三转动自由度冗余驱动飞行模拟器。在3-RRR球面并联机构的基础上,通过球面平行四边形机构的引入而实现冗余驱动,从而克服电机驱动相对于液压驱动功率相对较小的缺点。将一般3-RRR球面并联机构的参数进行变化,从而设计出体积相对较小的运动机构。利用空间球面解析理论建立了各支链的方向余弦,在方向余弦建立的基础上给出机构的雅可比矩阵。利用支链夹角不变原理建立了机构的约束方程,进行了运动学反解分析。考虑球面平行四边形冗余驱动支链的干涉情况,根据向量叉积定理计算得出了输入转角范围,并通过一种数值正解算法计算得到机构给定输入参数的工作空间。分析结果表明,在给定特定结构参数的情况下,所提出的飞行模拟器具有转角大的优点,远远大于传统的Stewart机构,从而为飞行模拟器的实际应用提供一种新的选择。

多并联机构均载稳定平台地面适应性研究

以多并联机构均载稳定平台为研究对象,进行多并联机构对软质地面的运动学和力学适应研究。给出软质不规则地面的道路化处理模型,利用地面函数进行预调整姿态角的理论推导。针对并联单元的运动学适应,运用并联机构理论对其进行运动学分析,并进行多并联单元整体的系统建模。针对并联单元对软质地面的力学适应问题,给出土壤受压模型假设,对力反馈补偿姿态角进行理论推导分析,给出地面适应力学判定条件,并推导出并联单元最大负载受力与地面沉陷深度之间的关系。同时,对并联单元进行静力学分析,给出并联单元负载分配系数的计算方法。最后,对多并联机构均载稳定平台系统进行运动适应性仿真和负载分配系数的计算。

一种基于多并联单元协同工作均载稳定平台的设计与分析

以6-PUS并联机构为基本单元,设计一种多并联单元协同工作均载稳定平台。建立均载稳定平台在特定工程问题下的受力模型,并进行分析,证明利用均载稳定平台可以有效改善冲击力对系统的破坏。对于构成均载稳定平台的6-PUS并联单元,进行位置逆解的推导分析与仿真验证。运用旋量法对并联机构的运动学进行理论推导,并通过雅可比矩阵给出驱动的速度、驱动力与动平台的速度、外载力之间的映射关系。针对经过改良的新型刚柔混合6-PUS并联机构进行冲击力学响应分析,验证刚柔混合构造对于抵抗冲击力具有显著优势。最后,分析了均载稳定平台在存在外部干扰和力控制延迟时模型的有效性。

双3-RRS超冗余驱动飞行模拟器力矩传递性能分析

以双3-RRS超冗余驱动飞行模拟器的运动机构为研究对象,分析该运动机构的力矩传递性能。该飞行模拟器具有3个转动自由度,6个驱动,其中有3个冗余驱动;两个完全相同的3-RRS球面并联机构构成飞行模拟器的运动机构。由于只建立一个定坐标系,所以该球面并联机构广义上仍然具有一个定平台,一个动平台,整个动平台即为飞行模式器座舱。通过反对称坐标系的建立确定了支链的方向余弦,以此为基础给出超冗余球面并联机构的雅可比矩阵。主要分析双3-RRS超冗余驱动飞行模拟器力矩传递性能指标和3-RRS非冗余驱动飞行模拟器力矩传递性能指标,给出了力矩传递性能图谱,并根据三维图谱给出了分析结论。