平面机构运动误差分析

本文利用空间机构运动分析法,推导了平面四杆机构由于偏转误差而引起的机构输出位置误差、位移误差以及角速度,角加速度误差的表达式.同时还导出了机构正常运动时各运动副原始误差应满足的条件。     

6—SPS并联机构运动学数值分析

研究了6－SPS并联机构的运动学逆问题的数值计算和分析,详细地分析和讲座了动平台做直线轨迹运动和圆周轨迹运动时各驱动杆的运动速度、加速度、加速度的变化情况,分析结果表明,6－SPS并联机构是增速机构,其增速随动平台位置及运动方向变化;6－SPS动平台做匀速运动时,各驱动杆做变速运动;6－SPS动平台做圆周运动时,各驱动杆按三角函数规律做伸缩运动。     

7自由度虚拟轴串并联机床概念设计

在基于6杆虚拟轴运动原理的复杂刀具曲面成型技术研究的基础上,将3杆并联机构进行扩展,获得了5自由度主轴头,进而构思了基于虚拟轴运动原理的7自由度串并联专用机床结构,并分析了该机构动平台的运动位姿及连杆的运动误差.该结构适当增加了绕机构中心的自由回转,所以极大地扩大了主轴工作空间,弥补了并联机构工作空间小的不足,提高了主轴头的灵活性.     

3-PRS并联式钻尖刃磨机床运动学研究

机构的运动学分析是揭示机构运动本质的手段,并联机构的自由度分析是机构运动分析的基础,只有正确地分析出并联机构的自由度才能正确地描述其动平台的位姿.本文首先分析了3-PRS并联式钻尖刃磨机床的自由度,并确定描述此机构动平台的位姿（位置和姿态）参数,然后对此机床的位置反解进行了较详细的分析.     

六自由度微动并联机器人工作空间分析

以实际研制的微动并联机器人为研究对象,对其工作空间进行了分析。首先给出了微动并联机器人的机构组成及工作原理,依据本身结构特点,分析了影响工作空间的约束条件。为了得到机器人带有倾斜调整能力的工作空间,采用合适的欧拉角表达运动平台的姿态,给出了运动学逆解的求解方法,并在此基础上利用数值法通过空间扫描边界点的方式获得了机器人定姿态工作空间和灵活姿态角为700μrad工作空间。该分析方法对微动并联机器人设计及性能评价具有重要意义。     

7自由度虚拟轴串并联机床概念设计

在基于6杆虚拟轴运动原理的复杂刀具曲面成型技术研究的基础上．将3杆并联机构进行扩展，获得了5自由度主轴头，进而构思了基于虚拟轴运动原理的7自由度串并联专用机床结构．并分析了该机构动平台的运动位姿及连杆的运动误差．该结构适当增加了绕机构中心的自由回转，所以极大地扩大了主轴工作空间，弥补了并联机构工作空间小的不足．提高了主轴头的灵活性．     

六自由度Stewart平台四维工作空间搜索方法

针对某型6-DOF Stewart仿真平台绕Z轴转角范围大的要求,提出通过搜索四维工作空间来选择杆长参数的方法.首先将输入的连杆长度均分为若干离散值,6组离散杆长值组合出平台的杆长输入量;然后利用位置正解算法求出对应的上平台位置姿态解,除去其中不满足铰链转角约束和具有奇异位形的解;最后将离散的平台可达位置点组成位置可达空间并划分为若干等体积区域,将每个区域内离散位置点姿态角变化范围的加权函数值作为该区域所有点的第四维坐标.四维工作空间具有可视化的直观效果,其搜索方法简单易行,为某型平台杆长参数的选取提供了依据.     

3-RPS机构动平台位置的实解分析

在3-RPS并联平台机构动平台位置反解方程的基础上,根据机构的几何约束、运动学约束、方向余弦矩阵特性等约束条件,推出了机构动平台位置实解方程,并论述了机构结构参数对机构工作空间及动平台位姿的影响．     

空间RSCR四杆机构的运动分析

根据空间 RSCR 四杆机构运动的几何特性,介绍了该机构运动位置确定的图解法,并探讨机构出现特殊位置的几何特征。     

一种空间RSSR传动机构的运动综合法

空间ＲＳＳＲ机构是最基本，最常用的空间铰链四杆机构，可用来实现主从动杆对应角位移等。目前已有若干著名研究了实现主从动杆对应角位移的空间ＲＳＳＲ机构的运动综合合问题，如方向余弦矩阵法、回转向量法。     

基于工作空间包络法的六杆并联机床结构尺寸设计

以6-SPS并联机床为例,对给定工作空间的并联六杆机床结构尺寸设计进行了分析与研究.以简化的球锥体工作空间为例,研究了六杆并联机床固定平台半径、运动平台半径、驱动杆杆长三者之间的关系,得出并联六杆机床结构尺寸设计的一些结论.     

基于Mat lab 对3 -TPT 并联机床的运动学仿真

介绍了一种新型3 -TPT 并联机床的机构组成与工作原理, 建立了3 -TPT 并联机床空间坐标系, 并在此基础上推导了该并联机床位置正反解方程, 针对并联机床正解复杂、存在多解的特点, 利用Matlab 软件对3 -TPT 并联机床位置正反解进行了部分解的仿真, 为推导和计算并联机床执行末端的速度、加速度以及作用力提供了基础。最后, 结合3 -TPT 并联机床位置正反解方程仿真出了该机床的最大作业空间, 并测得其体积为0.863 m3 。     

一种5轴混联加工中心的位姿正逆解分析

为了解决目前纯并联机床存在的问题,研究了一种新型5轴混联加工中心结构,该新型结构具有工作空间大、静动态刚度好的优点.针对其运动参数间存在较强的耦合性,给出了运动平台姿态参数与位置参数间的数学解耦关系,将解析法和数值法相结合,对其位姿逆解进行了详细的推导,同时借助改进的杆长逼近法,进行了位姿正解的推导.实例验证结果表明算法正确、有效.该算法对混联机构的运动分析具有一定的参考意义.     

基于螺旋理论的3-RRR并联机构设计与仿真

基于螺旋理论分析了一种3-RRR并联机构的自由度和构型.通过分析动平台和各分支机构的约束螺旋系,构造3-RRR串联分支,运用修正Crübler-Kutabath公式计算出其自由度满足3个转动自由度.基于虚拟样机技术建立3-RRR并联机构虚拟仿真模型,进行正向运动学仿真和工作空间分析,从而找到该机构存在的缺陷,为少自由度并联机构运动学和动力学分析提供保证.     

Inverse kinematic optimal design of 6-DOF parallel manipulators

To obtain the required articular velocities as lower as possible for the given kinematics of the moving platform, this paper focuses on this kind of articular velocities optimization of 6-DOF parallel manipulators. Based on the inverse kinematic analysis, the H∞ norm of the weighted Jacobian matrix was adopted as the performance index to minimize the articular velocities, and then the optimal design problem was formulated to find a manipulator geometry that minimized the global performance index with the constraints of the workspace and structural parameters limits. Since the optimal design problem is a constrained nonlinear optimization problem without explicit analytical expressions, the genetic algorithm was applied to numerically solve the problem. Simulation results indicate that the articular velocities of the optimal manipulators can be the minimum while the kinematic reauirements of the moving platform are satisfied.     

Kineto-static analysis of a novel high-speed parallel manipulator with rigid-flexible coupled links

A novel high-speed parallel kinematic machine (PKM) named Delta-S parallel manipulator is proposed, which consists of a fixed base connected to a moving platform through three limbs with identical topology. Each limb is composed of one driving arm and one follower arm, herein, the latter includes two strings and one middle rod, all located in a same plane. Compared with similar manipulators with uniform parameters, the novel and unique topology as well as the addition of two strings of Delta-S manipulator can remove the clearance of the spherical joints, reduce the inertial load of components further, improve the positioning accuracy and dynamic performance, and so on. In order to formulate the kineto-static model of Delta-S manipulator, the kineto-static analyses and models of the driving arm, the generalized follower and the moving platform can be carried out by the D’ALEMBERT principle. For the sake of obtaining the force analytic results of strings, the deformation compatibility condition of strings and the middle rod are determined. Furthermore, in virtue of the assumption of small deformation and the linear superposition principle, the minimal pre-tightening force of the strings is calculated. The main results include that the loads of the strings and the middle rod must be larger than “zero” and the pre-tightening force over the workspace must be larger than the minimal pre-tightening force at any time within the workspace, which lay the foundation for the dynamic analysis and the prototype manufacture of the Delta-S manipulator.     

Closed form solution to the position workspace of Stewart parallel manipulators

ＩｔｉｓａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄｔｈａｔｔｈｅｗｏｒｋｓｐａｃｅａｎａｌｙｓｉｓｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｄｅｓｉｇｎｏｆＳｔｅｗａｒｔｐａｒａｌｌｅｌｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｓ(ＳＰＭ).Ｉｔｉｓｐｒｉｍａｒｉｌｙｃｏｎｃｅｒｎｅｄｗｉｔｈｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅｍｏｂｉｌｅｐｌａｔｆｏｒｍｗｉｔｈｔｈｅｋｎｏｗｌｅｄｇｅｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ,ｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｔｈｅ…     

基于二维搜索的Stewart平台工作空间分析方法

为了在不影响分析精度的前提下,减小利用空间搜索法进行Stewart平台工作空间分析过程中的计算量,提出一种利用Newton Raphson方法对Stewart平台单自由度运动范围进行求解的数值方法.将该方法应用在Stewart平台工作空间的研究中,实现了利用二维空间搜索法对工作空间的分析,与传统空间搜索方法相比,减小了搜索维数和计算量.通过算例证明,二维空间搜索法能够快速准确地计算出Stewart平台在不同位姿下的工作空间,利用二维空间搜索法可以对工作空间的其他子空间进行分析,并且该方法还可以应用在其他形式并联机构的工作空间分析中.     

Orientation density and workspace analysis of a parallel stabilized platform testing system

An optimized workspace calculation method is proposed for parallel stabilized platform testing systems.This method refines the searched space progressively in order to approach the boundary of the workspace from both the inside and the outside of it.The orientation density is defined and used as an evaluation index to calculate the orientation workspace.The algorithm of the orientation density is embedded into the computer program of the workspace calculation.Then the workspaces of the testing system are solved.In the solution,the orientation density is regarded as a discrete function of the reachable workspace.As a result,the reachable workspace and the orientation workspace are represented in the same multidimensional graphs.Finally the useful workspace of the testing system is determined based on these results.This case study indicates that the calculation efficiency is enhanced by adopting the optimized method and the practicability of workspace study is improved by proposing the orientation density.     

4TPS-PS并联四自由度电动平台的受力特性研究

针对稳定跟踪系统需求,建立4TPS-PS并联四自由度平台运动学模型,推导雅克比矩阵,对平台运动情况下的受力进行分析,推导出平台输出力与各作动缸驱动力之间的关系式,与没有从动支链的3-RPS并联机构的力学特性进行比较,分析4TPS-PS并联机构的受力特点,表明4TPS-PS结构是并联型稳定跟踪平台的理想选择.对实验室样机在工作空间内受力情况进行仿真计算,分析从动支链受力与平台结构参数的关系,为优化设计和运动控制提供依据.