机械运动网络的结构分析

分析运动链节和回路的自由度与约束，建立运动网络自由度计算法及其结构方程，得出链节具有七个自由度的新概念，讨论了自由度和约束的时空性，形成以运动链为基础的结构分析体系。     

一种新型3-URS机构分析

为了保证3-URS机构实现确定运动,利用螺旋理论进行了分析。描述了机构的单分支约束及所有分支约束的合成,分析了机构约束螺旋系的相关性与冗余约束和局部自由度等因素对机构自由度的影响,根据修正的Grübler-Kutzbach公式计算出并联结构的自由度为6。结果表明,机构实现确定运动需要6个输入运动。     

树状混联机构的约束和运动分析

针对混联机构结构的耦合性和复杂性问题,提出了以广义运动链等效分析法来求解此类混联机构的自由度.基于约束螺旋理论,对一种树状混联机构的约束及运动进行分析,采用广义运动链替换法,将混联机构中的复杂环路等效为等自由度的广义运动链,从而将复杂机构转化为简单机构,正确求得自由度的数目和性质.结果表明:该方法可有效化简机构的复杂结构,简化分析过程.     

少自由度并联机构研究进展

各种新型少自由度并联机构的理论和实验研究是近年来国内外机器人领域中十分重要的研究方向和前沿技术。与6自由度并联机构相比,其本质差异在于少自由度并联机构存在结构约束,使并联机构的分支中出现了约束力/矩。当机构运动受到约束,其末端运动呈现耦合。由于结构约束形式各异,使得少自由度并联机构在运动中表现出不同的运动特性。本文综合评述了少自由度并联机构机型、运动学、机构奇异、动力学、刚度研究进展,旨在为各种新型少自由度并联机构研究和相应理论体系的发展提供具有重要价值的信息。     

基于螺旋理论的少自由度并联机构自由度分析

少自由度并联机构自由度的减少本质上是因为受到分支施加的结构约束的合成作用决定。运用螺旋理论描述单个分支约束及所有分支约束的合成，并从几何上直接分析约束的线性相关性，判别出机构自由度的性质，同时给出公共约束，冗余约束存在的几何条件和相应的判别计算公式，在此基础上得到普遍适用于少自由度并联机构自由度计算的修正Grtibler—Kutzbach计算公式和一种等价的完全依靠约束分析的自由度计算公式。笔者提出的方法不仅适用于对称少自由度并联机构，也适用于非对称少自由度并联机构。     

空间可展桁架结构动力学分析

采用广义逆矩阵方法分析空间可展桁架结构的运动过程。以笛卡尔坐标系下节点的自然坐标为未知量，建立桁架结构展开过程的动力学基本方程，将约束方程嵌入动力学方程，导出一组不含乘子且方程数目等于结构自由度数的动力学方程。采用主动校正法对数值分析的约束违约进行了修正。提出了一种切实有效的数学算法构造了约束方程及其雅可比矩阵，实时地模拟了结构收纳过程的约束条件。自行编制的仿真程序算例证明了该分析方法的正确性。     

汽车动态仿真器运动机构的优化设计

运用综合约束函数双下降法探讨了六自由度仿真器运动机构的优化设计，并得到六个作动器的最优安装位置及各自由度的极限运动范围。     

3-PRRU并联机构自由度分析

3-PRRU并联机构具有2个转动和1个移动自由度,是少自由度并联机构中的一个重要分支,具有较大的应用潜力。运用几何代数对3-PRRU并联机构进行自由度分析。首先用几何代数表示了分支和动平台的运动空间;然后通过对分支运动空间求交得到动平台的运动空间,该运动空间的基给出了3-PRRU并联机构自由度的符号表达式。使用几何代数方法所得结果具有几何直观性,且不需要对机构进行约束分析,运算更为简捷。     

基于绳索牵引的骨盆运动并联康复机器人的可控性研究

康复训练机器人是近年来出现的一种新型机器人,其在进行康复训练过程中,如何协调控制患者骨盆的运动规律现在还没有很好的解决.文中根据人的运动特性提出了利用绳索牵引控制骨盆的运动,骨盆运动规律的欠约束(不完全约束)绳索牵引并联机器人结构与人腿的支撑共同组成了绳杆混合并联机构.从可控性出发,分析在不同位姿时各个绳的拉力性能;从自由度解耦的角度判断实现力控制的可行性.依次设计了欠约束绳杆混合并联机器人结构,可满足对人体骨盆康复运动的控制要求.     

SolidWorks约束与草图自由度的关系

以SolidWorks设计系统为例，探讨约束与草图自由度之间的关系，介绍约束对草图自由度的限制情况，并以具体的实例加以分析；另外提出了分析约束与草图自由度关系时应注意的问题．     

一类六自由度闭链机器人机构的结构类型与结构特性

本文系统地研究了主动副均在机架上的六自由度闭链机器人机构的结构类型与结构特性.综合出了225种不同的结构类型,分析了它们的结构特性:耦合度k、基本运动链的组成及特性.提出了一些具有应用前景的新的结构类型.     

双自由度凸轮机构组成原理及其变异机构

分析了双自由度凸轮机构的组成原理及运动特点,根据文献〔３〕给出的创新机构推出了其变异机构８１种．     

平面Ⅲ级杆组装配构形的特殊位置分析

研究了使用数值法求解平面Ⅲ级杆组位置的构形可能失效的原因。认为从拆副法看平面Ⅲ级杆组中心副位置求解可归结为连杆曲线与圆的交点，当连杆曲线出现奇异点时，杆组位置构形出现奇异解。文中导出了用杆组结构参数的奇异点坐标计算式及产生奇异点的结构参数关系式。分析了奇异点数目，形态以及杆组中各构件在奇异点处各种可能的装配模式。     

配气凸轮机构动力学计算

将汽车发动机配气凸轮机构简化为单自由度质量—弹簧振动系统动力学模型,用有限差分法求解其运动微分方程,并得出气门运动线图．     

力封闭自适应机构的创新设计方法

提出了选择初始运动链中适当的构件作为力封闭构件设计力封闭自适应机构的创新设计方法.根据初始运动链的自由度特征,指出了自适应机构设计需解决的主要问题,详细介绍了运动链的选择方法,给出了自适应机构设计的基本原则和方法,通过不同类型的设计实例,论证自适应机构设计方法的可行性,对自适应机构的创新设计,具有重大的理论意义和工程实用价值.     

3-RPS 和3-SPR 机构铰链布置形式建模与分析

通对12种典型旋转铰链布置形式下的3-RPS和3-SPR机构进行自由度计算、数学建模和运动学分析,利用Pro-E和 ADAMS软件分析验证所建模型,筛选出符合体感机构要求的三自由度并联机构,结果可用于辅助铰链布置形式的选择。     

闭链级联式机器人基于旋量理论的动力学分析

闭链级联式机器人是一种复杂型式的机器人,对其进行动力学分析是实现对其进行运动控制的必要前提.闭链级联式机器人的结构特点是:任何一个闭链级联式机器人都存在一条主运动链,且主运动链为开链机器人;主运动链的各个关节均为被动关节或被测量关节,分别由相应的闭链驱动或测量.基于旋量理论的动力学分析方法是通过使用运动螺旋和指数积公式等数学工具建立起机器人的动力学方程,从而求取机器人的驱动力矩.由于闭链级联式机器人存在闭链,其动力学分析方法不同于传统的开链机器人,用旋量理论建立闭链级联式机器人的动力学方程的要解决两个关键问题:其一是闭链的分解,其二是惯性矩阵的求取.该方法也为解决单闭链机器人的动力学分析问题提供了基础.     

基于多目标结构参数优化的微创手术机器人设计

为提高手术机器人的通用性,根据不同微创手术工作空间要求和操作要求设计了一种具有8自由度的通用性微创手术机器人,构造了包含运动学和动力学特性的多目标优化函数,利用遗传算法对含有运动学和动力学的双响应指标进行优化获得了具有较高灵活度的结构参数,为后续结构设计提供了良好的理论基础。     

机器人的中间坐标系快速坐标变换法及其应用

本文所提出的利用中间坐标系的坐标变换法,是对6自由度机器人进行运动学分析的快速有效方法.文中以西德KUKA公司生产的KUKA·IR662/100型机器人为例进行运动学分析,得到满意的结果.     

Theory of loop algebra on multi-loop kinematic chains and its application

Based on the mathematic representation of loops of kinematic chains, this paper proposes the " ⊕ " operation of loops and its basic laws and establishes the basic theorem system of the loop algebra of kinematic chains. Then the basis loop set and its determination conditions, and the ways to obtain the crucial perimeter topological graph are presented. Furthermore, the characteristic perimeter topo-logical graph and the characteristic adjacency matrix are also developed. The most important characteristic of this theory is that for a topological graph which is drawn or labeled in any way, both the resulting characteristic perimeter topological graph and the characteristic adjacency matrix obtained through this theory are unique, and each has one-to-one correspondence with its kinematic chain. This character-istic dramatically simplifies the isomorphism identification and establishes a theoretical basis for the numeralization of topological graphs, and paves the way for numeralization and computerization of the structural synthesis and mechanism design further. Finally, this paper also proposes a concise isomorphism identifica-tion method of kinematic chains based on the concept of characteristic adjacency matrix.