一种正铲挖掘装置的运动性能分析评价

对一种复杂的串并联工作装置进行了运动性能分析.基于Simulink的建模思想,创造性地搭建了模块分析框图,实现了模块化分析多环路耦合机构的思想.根据自由度公式得出了该机构的自由度满足正铲挖掘所需运动的作业要求,对该装置进行了模块化分析位置正反解,分别用正解的结果和反解的结果相互佐证,在位置分析的基础上又对工作装置的速度作了详尽分析,求出了该装置的速度雅可比矩阵,并且用实际的例子作了验证.此外,以平面六杆机构模块为例,对该模块进行了速度分析,从而得到了该工作装置的速度分析思路.这种以模块的输入输出进行传递的速度分析方法,为该类机构的速度分析提供了新的解决思路.     

基于单开链和方位特征集的5-DOF串并联构型综合

根据单开链和方位特征集设计了一种5自由度串并联机器人,并对5自由度串并联机器人构型综合和自由度进行计算分析,验证了所提出的机构符合设计要求.再进一步探讨了5自由度串并联机器人的运动学,对并联机构的位置逆解和动平台速度进行分析.运用Adams软件对设计的5自由度串并联机器人进行仿真分析,并验证机构的可行性.结果表明,该机构具有运动比较平稳、工作空间大等特点,对5自由度串并联机构多驱动器控制提供了参考依据.     

一种少自由度并联机构优化设计及运动学分析

围绕少自由度并联机构对稳定与跟踪两种功能的实现,运用螺旋理论设计了一种2-SUP(U)并联机构,并对该机构的自由度进行分析。根据此并联结构的运动特点,利用闭环矢量运算法,借助Rodrigues参数对机构进行了运动学分析,推导位置逆解与速度逆解计算方法,并利用Matlab进行仿真,获取位置速度等特征曲线,为实现对此机构位置和速度的控制提供了理论基础。     

6自由度3-UrRS并联机构的位置正解分析

机构的位置分析是求解机构的输入与输出构件直接的位置关系,是机构运动分析最基本的任务,也是机构速度、加速度、受力分析、误差分析、工作空间分析、动力分析和机构综合等的基础。在实际应用中,解正解问题意味着决定机器人末端执行器当前实际的位姿。基于此,提出一种新型3支链6自由度并联机构3-UrRS,采用球面2自由度五杆机构作为复合驱动装置。以机构上平台3个顶点之间的长度为约束条件,建立约束方程,研究该并联机构的正解的封闭解形式,得到一个16次方的一元多项式方程。以3-UrRS自身的机构特点建立约束方程,得出反解的封闭解形式。最后对该正反解的研究结果进行数值验证,正解的计算结果与反解的计算结果十分吻合,仅有微小误差,这是由计算的累积误差引起的。     

3-CRS/SP并联机构的位置分析及可达工作空间研究

用螺旋理论对并联机构3-CRS/SP进行了自由度分析,确定出机构的自由度分布情况,并用修正的G-K公式进行验证。然后采用解析几何法求解此并联机构的位置反解,以机构动平台上3个顶点间的长度为约束条件,构建约束方程,研究该机构封闭解法下的全部位置正解。最后通过对机构添加合适的马达,搜索出中间支链在不同长度下的边界点,用MATLAB软件读取边界点位置后,绘制出了该机构的可达工作空间图。     

3-UPS手腕机构的运动学研究

以3-UPS手腕机构为研究对象,介绍了它的结构和自由度,建立了该机构的位置正反解模型;采用求导法得到其一阶和二阶影响系数,利用影响系数法对该机构进行了速度和加速度分析;最后,应用MATLAB软件对机构的运动学特性进行了仿真.这为该机构的动力学分析和应用奠定了基础,也为此类机构进一步的分析研究和开发提供了理论依据.     

面对称(CRR)2S-(3R)2R并联机构运动学分析

以一种两移动两转动(2T2R)自由度面对称(CRR)2S-(3R)2R并联机构为研究对象,基于方位特征集理论分析该机构的自由度数目和性质,并对其进行了运动学分析.应用坐标变换法,建立求机构位置正解的非线性方程组,并采用差分进化算法求解该方程组.推导出机构逆解解析表达式,应用数值算例验证机构正解、逆解的正确性.采用矢量法推导机构速度及加速度表达式,并应用Matlab编程绘制机构的位置、速度和加速度曲线.同时,应用Adams进行运动学仿真,并求得Matlab理论曲线与Adams仿真曲线的最大误差.结果表明,二者运动学分析曲线基本一致,表明该机构理论分析正确可靠.     

非对称2UPS-UP并联机构性能分析及尺度多目标优化

以一种两转动一移动非对称2UPS-UP并联机构为研究对象,对其进行了性能分析和尺度参数多目标优化.机构自由度由恰约束支链UP确定,即机构可实现绕该支链U副中心的两转动运动和沿P副的移动运动.给出正逆向位置符号解,且正逆解具有部分运动解耦特性,有利于后续误差分析、轨迹规划与控制.应用矢量法推导出速度表达式,根据速度Jacobian矩阵分析了机构奇异位形.以旋量代数为工具,给出了机构运动和力传递性能评价指标.在机构性能评价和工作空间分析的基础上,建立了机构尺度参数昂贵约束多目标优化模型,并采用多目标进化算法求解该问题,得到多组Pareto最优解.     

3支链6自由度并联机构位置分析

提出一种新型的3支链6自由度并联机构，并对其进行位置正解和反解分析。首先利用三角平台型并联机构的位置正解方法，分析该机构的位置正解，得到位置正解的封闭方程，其次用解析法对机构进行位置反解分析，得到封闭的位置反解方程，并给出数值实例，绘制了机构的工作空间形状。     

一种混联精密装校平台的设计与分析

在分析LRU模块装校要求的基础上,提出了一种可实现6自由度调整的精密装校平台,研究了该平台调平机构和对接机构的自由度和运动类型,应用矢量法推导了各机构位置的正逆解,并将该解算式作为精密装校平台运动控制的核心算法,实现了样机的调平和对接两大主要功能,利用该功能实施了对LRU模块的自动化装校,证明了该精密装校平台可实现设计要求.