6/6-SPS型Stewart并联机构运动学正解的研究

对具有半对称结构的6/6-SPS型Stewart并联机构的运动学正解进行了研究.建立了一类具有半对称结构的6/6-SPS型Stewart并联机构运动学正解的数学模型,构造了一个关于该并联机构动平台位置参数及姿态参数的多元多项式方程组.基于该方程组并采用Mathematica符号计算软件,编制了基于Mathematica语言的6/6-SPS型Stewart并联机构运动学正解的求解程序,计算结果表明,对于任意给定的该并联机构的结构参数以及六个驱动杆杆长,该类6/6-SPS型Stewart并联机构的运动学正解在复数域内最多有28组解析解.并联机构运动学正解的研究为该类并联机构的工作空间分析、轨迹规划及控制奠定了重要的理论基础.     

一种六自由度混合驱动并联机构的位置正解分析研究

对一种六自由度混合驱动并联机构的位置正解问题进行了研究，根据该六自由度并联机构的几何结构特点，运用几何分析和虚拟杆长相结合的方法建立了其运动学数学模型，用遗传算法求出了其位置正解，并基于位置正解对该类并联机构存在的实际装配构型进行了分析，给出了计算实例。     

一种快速BP算法的并联机器人正运动学求解

并联机器人运动正解问题是一个重要且难以解决的问题。本文对一般的6-SPS型并联机器人进行了位置正解分析，采用BP网，利用位置逆解结果，通过训练学习，实现操作手关节变量空间到工作空间的非线性映射，从而得到了6-SPS型并联机器人运动学正解。为提高正解速度和精度采用了FBP法。仿真实例表明，速度和精度接近了机器人实时控制的要求。     

基于改进粒子群算法的6-PTRT并联机器人运动学研究

以6-PTRT并联机器人为研究对象,根据其结构特点及构件间的约束关系,建立该机构的位置逆解模型,进一步求出各个滑块的运动规律。然后对该并联机构进行分析,采用坐标变换法建立该机构的位置正解数学模型,并利用改进的粒子群算法进行求解,将位置正解问题转化为有约束的多元非线性方程的寻优问题,从而验证该数学模型正确。此方法高效、易收敛、不依赖初值,为6-PTRT并联机器人的轨迹规划及控制提供了理论基础。     

基于调整步长牛顿法的Stewart并联机构位置正解

针对采用牛顿或拟牛顿迭代算法求解Stewart并联机构接近奇异位姿的位置正解时存在计算结果不收敛以及采用牛顿下山迭代算法求解时间较长的问题,提出了将调整步长牛顿法应用于并联机构位置正解。首先设计基于调整步长牛顿法的Stewart并联机构位置正解流程;然后,采用遗传算法以步长矩阵初值及等比参数为变量,以Stewart并联机构64种极限位姿正解所需迭代步数为目标,得到步长矩阵初值及等比参数最优值。通过数值算例,设置机构杆长绝对误差为0.01mm,对64种极限位姿进行正解,牛顿法与拟牛顿法共6种位姿正解不收敛;牛顿下山法10种位姿正解时间大于2.0ms;调整步长牛顿法正解时间均小于2.0ms。调整步长牛顿法为Stewart并联机构位置正解的实时应用提供了理论指导。     

非对称式6/6-SPS型Stewart并联机构位置正解的研究

建立了一类具有非对称式结构的6/6-SPS型Stewart并联机构位置正解的数学模型,构造了一个关于该并联机构动平台位置参数及姿态参数的多元多项式方程组.基于该方程组并采用Mathematica符号计算软件编制了基于Mathematica语言的非对称式结构的6/6-SPS型Stewart并联机构位置正解的求解程序.研究结果表明,对于任意给定的该类并联机构的结构参数及6个驱动杆杆长,该类6/6-SPS型Stewart并联机构的位置正解在复数域内最多有28组解析解,并且其位置正解实数解的个数必定为偶数.并联机构位置正解的研究为该类并联机构的工作空间分析、轨迹规划及控制奠定了重要的理论基础.     

Stewart衍生型并联机器人的工作空间分析

以一种新型Stewart衍生型并联机器人为研究对象,对其位置反解及工作空间进行了分析。首先,结合矢量法与旋转矩阵推导得出并联机器人位置反解的全解析表达式,并在Mathematica中构建了并联机器人虚拟样机,通过算例仿真验证了位置反解数学模型的正确性;然后,基于带杆长约束条件的全解析式位置反解,运用有限离散法,获得并联机器人在三种不同姿态下的位置工作空间和z=0 mm工作空间点云的姿态工作空间;进一步的,研究了结构参数对零姿态位置工作空间的影响趋势,总结得出适当减小并联机器人的动平台边长和增大初始杆长,能够增大位置工作空间。研究内容为Stewart衍生型并联机器人后续的奇异位形研究打下基础。     

3-RRRT并联机器人位置正解的快速解法

研究3-RRRT型并联机器人的运动学及正向求解方法.根据3-RRRT型并联机器人机构特点以及关节运动的取值范围,提出了以并联机器人支链中支杆的方向余弦和动平台绝对位置坐标为系统的广义坐标的方法,并详细地推导了3-RRRT型并联机器人运动学模型.提出了一种位置正解的数值求解方法,推导了位置正解迭代格式,并利用MATLAB进行了位置正解数值仿真,结果表明求解程序稳定、快速、有效.     

基于BP神经网络的并联机器人运动学研究

位置正解是并联机器人机构应用的基础,本文探讨了人工神经网络在并联机器人机构位置正解求解中的应用。采用BP网络,利用位置逆解结果,通过训练学习,实现操作手从关节变量空间到工作变量空间的非线性映射;从而求得6-SPS并联机器人运动学正解。为提高正解结果精度,采用迭代计算进行误差补偿。给出了一种并联机器人操作手的仿真实例,计算结果表明:该法迭代次数少,计算精度高且计算速度接近机器人实时控制的要求。     

非对称式6/6-SPS型Stewart并联机构运动学正解的研究

对具有非对称式结构的6/6-SPS型Stewart并联机构的运动学正解进行研究。建立了一类具有非对称式结构的6/6-SPS型Stewart并联机构运动学正解的数学模型,构造了一个关于该并联机构动平台位置参数及姿态参数的多元多项式方程组。基于该方程组并采用Mathematica符号计算软件,编制了基于Mathematica语言的非对称式结构的6/6-SPS型Stewart并联机构运动学正解的求解程序,计算结果表明,对于任意给定的该并联机构的结构参数以及六个驱动杆杆长,该类6/6-SPS型Stewart并联机构的运动学正解在复数域内最多有28组解析解。并联机构运动学正解的研究为该类并联机构的工作空间分析、轨迹规划及控制奠定了重要的理论基础。     

基于拓扑结构分析的求解6-SPS并联机构位置正解的研究

建立机构拓扑结构复杂性和位置正解求解难易性的关系,提出按机构耦合度k大小来分类求解并联机构位置正解全部实数解的数值法,可使正解问题求解容易,具体内容包括：对39种不同构型的6-SPS并联机构,按6种基本机型、33种衍生机型的拓扑结构及其耦合度值分为k=0、1、2、3四类,分析得到了动平台边数、支链类型影响耦合度k值大小的规律。对不同k值的并联机构的位置正解求解指明明确的求解方向,即：对k=0的机构可容易地直接求解其解析正解;对k>0的机构,通过虚设k个SPS型支链,使之转化为k=0的虚拟并联机构,并基于杆长条件建立k个仅含一个变量的杆长相容性方程,再采用k维搜索法求出实数解。以六自由度球面Stewart机构为例,给出了求解耦合度k=1的任意6-DOF SPS并联机构位置正解全部实数解一维搜索法的具体步骤。这种基于拓扑结构分析的6-SPS并联机构位置正解求解的数值法,求解原理简单,计算量小,且具有一般意义。     

并联自解耦二自由度微位移平台的研制与测量

针对传统串联式微位移机构具有的结构不紧凑和刚度较低等问题,本文设计了一种结构紧凑、具有高分辨率和高刚度的并联式自解耦二自由度微位移平台。该平台采用了4个对称布置的嵌套式平行导向机构,使得平台具有刚度对称和自解耦等特点。本文还对嵌套式平行导向机构的工作原理进行了分析。通过有限元方法仿真分析了微位移平台在不同受力状态下的变形情况,并对其进行了模态分析。经实验测量,证实了该平台具有自解耦功能,并得出了微位移平台的实际行程,且其输出位移也被证实具有较为良好的线性度。     

新型三转动并联机构的位置分析及其运动仿真

根据并联机器人机构结构综合理论,设计构造一种能实现空间三维转动的三自由度并联机构,该机构由三条PSS支链组成,在结构上具有良好的对称性。通过对三个距离约束方程构造D ixon结式导出了位置正解输入输出方程,得出8组位置正解。借助Pro/E软件,对虚拟并联机构平台进行运动仿真,得到了位姿变化曲线,验证了理论分析的正确性。     

一类 3-6 Stewart 平台的机构位置正解

应用代数方法对一类３－６Ｓｔｅｗａｒｔ平台的机构位置正解问题进行建模研究,得到一组代数方程组。进而利用数学方法、技巧进行消元、线性化。最后得到三个变元的高次方程组。应用计算机代数系统Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ进行数值求解,并将结果进行仿真验证,结果完全正确,而且与已有方法相比计算速度快,便于实际应用。     

并联双三角机构精度分析

并联双三角机构是Stewart平台的一种特殊型式。由于其结构的特点 ,直接精确测量该机构的结构误差有一定困难。文中采用一种有效的误差正解分析方法 ,分析包含球铰、驱动杆长在内的全部结构参数误差以及平台半径的变化对主轴端位姿误差的影响。应用这种误差正解方法可定量地确定结构参数设计精度 ,并能找出特定位姿下的敏感结构参数。为这类并联机器人的设计、制造及装配提供了一种有效的途径     

一种Stewart平台型机械手位移正解

本文提出了Stewart三角平台型6腿SPS并联机械手的位移正解,得出不含中间变量的16次输入输出方程。     

基于数字—符号法的空间4自由度并联机构位置正解

采用动平台四个铰心的绝对坐标作为输出变量,用结式消元法对空间4自由度并联机构进行了位置正解分析,得到了其7次的一元输入输出方程,由此得到了全部位置正解。消元过程中引入了数字—符号方法,将结构参数处理为数值量,将关节变量处理为符号量,将数字、符号推导过程转化为矩阵运算过程,由于结构参数以数值量的形式出现在方程推导中,降低了符号推导的难度,符号推导不需要复杂的符号处理软件的支持。给出了一个数字实例,经验算其解满足原始方程且无增根。     

并联六坐标测量机的研究

介绍了开发并联坐标测量机的意义。讨论了可实现六坐标运动的各种并联机构 ,确定以演化的Stew art平台作为并联六坐标测量机的结构 ,并按空间闭环机构对其进行了自由度分析。介绍了并联六坐标测量机的工作原理 ,设计了控制与测量系统。     

气动Stewart平台结构参数的多目标优化

6 6Stewart平台的结构参数对平台的运动空间和精度有重要影响。本文在对工作空间和灵巧度的各影响因素进行分析的基础上,提出一种通过搜索不同的上、下平台半径所形成的工作空间,得到平台尺寸与工作空间和灵巧度的关系曲面,进而采用线性加权和法将多目标优化转化为单目标优化的方法,以期在已有的气缸结构尺寸下,寻求较好的工作空间和灵巧度指标,实现平台的结构参数的优化。     

空间并联机构位置分析的连续法

本文研究了四类由平台式机械手转化得到的空间并联机构的位置正解问题。当输入给定时，这些机构转化为ＲＲＲ—３Ｓ、ＲＲＰ—３Ｓ、ＲＰＰ—３Ｓ和ＰＰＰ—３Ｓ等四种空间多环结构共包括ＲＳＳＲ、ＲＳＳＰ、ＰＳＳＲ和ＰＳＳＰ等四种基本回路。对每个基本回路，用坐标变换矩阵法建立回路方程，进而得到上述四种空间结构的位置方程组，引入连续法，直接求出每种结构的全部位置解。数据实例表明，ＲＲＲ—３Ｓ结构与ＲＲＰ—３Ｓ结构各有１６组解，ＲＰＰ—３Ｓ结构有１２组解，ＰＰＰ—３Ｓ结构有８组解。