基于VRML的机器人构型及模型控制的研究

分析了虚拟现实建模语言(VRML)坐标系与传统机器人连杆坐标系之间,在坐标轴规定方法上的区别,建立了与VRML坐标系一致的机器人连杆坐标系,推导出与之对应的连杆变换矩阵,并说明了机器人造型及模型控制的VRML实现方法。用所提出的方法对六自由度旋转关节机器人进行构型及模型控制,证明了该方法的有效性。     

六自由度轮式并联机器人及其构型方法

车轮是人类历史上最伟大的发明之一,在交通运输领域得到了广泛的研究与应用。将车轮这种特殊的运动副引入到传统并联机器人构型设计中,可以有效拓展并联机器人的工作空间。基于全方位轮的关联矩阵描述,将含车轮的串联支链构型综合问题转化为含车轮的关联矩阵求解问题,综合出两类含车轮的无约束串联支链,并分析了两类串联支链的受力稳定性。提出了两种六自由度轮式并联机器人新构型,分析了基于全向轮的轮式并联机器人的自由度属性,并成功研制出了一台实验样机。六自由度轮式并联机器人融合了移动机器人和传统并联机器人的优势,不仅具有移动效率高、移动范围广的优点,且具备在局部小范围内进行高精度六自由度操作的能力,可广泛应用于大型精密设备制造过程中的加工、运输、调姿和装配等工业操作。     

并联机器人机构加速度的性能指标分析

给出了统一的对任何少自由度并联机器人机构和并联多环非对称机构都适用的速度和加速度的性能指标、线加速度和角加速度的性能指标、六自由度并联机器人机构的加速度性能指标、线加速度和角加速度的性能指标；少自由度并联机器人机构和并联多环非对称机构都适用的全条件性能指标；六自由度并联机器人机构和少自由度并联机器人机构及并联多环非对称机构都适用的控制精度度量指标。     

平面2自由度驱动冗余并联机器人的输出速度分析

机器人的性能分析是机器人机构设计的前提和基础。以一种平面2自由度驱动冗余并联机器人为研究对象，根据该并联机器人机构的空间模型和运动学反解，探讨了该并联机器人机构的末端输出速度性能指标与杆件尺寸之间的关系，并绘制了相应的性能图谱，这些图谱是该并联机器人机构设计的重要参考依据。     

一种球面冗余并联机器人机构设计的基础研究

提出了一种基于球面机构的二自由度驱动冗余并联机器人。建立了该球面并联机器人机构的约束方程，进行了运动学分析；建立了该球面并联机器人的设计空间，探讨了其机构的工作空间面积性能指标与杆件尺寸之间的关系，并绘制了相应的性能图谱。这些图谱是该并联机器人机构设计的重要参考依据。     

平面2自由度驱动冗余并联机器人的机构设计

机器人机构参数的设计是极其复杂的难题。研究一种平面2自由度驱动冗余并联机器人的机构设计方法,首先建立了该并联机器人机构的空间模型,在此基础上探讨了该并联机器人机构的工作空间性能指标与杆件尺寸之间的关系,并绘制了相应的性能图谱,这些图谱是该并联机器人的机构设计的重要参考依据,该方法为实现并联机器人机构设计的计算机辅助设计提供了一种简单、有效途径。     

基于螺旋线矢力的一类三自由度对称并联机器人结构研究

针对二转动一平动(2R1T)三自由度并联机器人,基于螺旋理论,提出了可能的支链方案.分析了支链只存在单约束线矢力的情形,利用互易螺旋,得到支链运动副组合及其相应的设计原则.由于空间线矢力对转动与平动自由度都有影响,讨论了此类并联机器人自由度与约束线矢力空间分布之间的关系.综合支链运动副设计原则与机构设计所需线矢力空间分布,可得到符合实际应用的具有2R1T运动特征的并联机器人.通过对3-RPS三自由度并联机构的分析,具体说明了空间线矢力与并联机构自由度之间的相互影响.同时,此种机构综合方法也适用于其它少自由度并联机构构型的综合与优化设计.     

三支链六自由度并联柔性铰微动机器人的研究

提出了一种过程中采用的新型三支链六自由度并联微动机器人结构。采用两端分别带有柔性球铰和柔性旋转铰的支杆以简化结构,整体加工包含三个二自由度单元的基平台来有效减小装配误差,并用压电陶瓷驱动弹性平板获得高分辨率高精度。根据运动影响系数理论对其运动学进行分析,求出了其平动台、支杆和柔性铰链的速度表达式。考虑柔性铰链的弹性变形,基于虚功原理建立了其刚度模型。 分析了此类并联微动机器人的设计目标和柔性铰链设计原则,采用模块化精密定位控制器设计了控制系统。实验结果表明,所设计的微动机器人可达到纳米级精度, 简化了六支链六自由度并联微动机器人的复杂结构,减小了装配误差。     

基于螺旋理论和自由度分配的混联机器人构型综合

合理的混联机构设计结合了串联机构和并联机构的优点,但是混联机构构型是机构设计中的难点。针对这一问题,提出一种基于螺旋理论和自由度分配原理的混联机器人构型综合方法,并通过四自由度混联机器人构型过程对该方法进行了验证。通过螺旋支链法完成并联机构构型,得到二、三自由度并联机构;根据自由度分配的原理,结合期望自由度对自由度进行分配,并进行四自由度混联机器人构型综合,得到了一系列四自由度混联机器人构型。     

一种新颖的并联微动机器人结构的承载能力和速度指标分析

提出一种新颖的用于微动机器人的六自由度并联结构，应用并联机器人机构学理论，建立其力方程与速度方程，并对其承载能力和速度性能指标进行分析计算，为设计具有该结构的微动机器人提供了理论依据。分析计算结果表明，该并联结构是承载能力和速度各项同性的。的以，采用这种结构的微动机器人，具有算法与控制简单的特点。     

绳牵引并联机构的研究概况与发展趋势

总结了近20年来关于绳牵引并联机构的研究概况和研究内容；论述了绳牵引并联机构的构型、工作空间、刚度和冗余性等方面的研究；分析了绳牵引并联机构的应用前景与发展趋势，指出了绳牵引并联机构在建筑机器人、虚拟现实的力反馈装置和触觉装置、大型运动仿真器、大型射电望远镜、超高速机器人、超大工作空间的轻型机器人和风洞试验等领域的应用前景，展望了绳牵引并联机构的预期研究内容。     

简介虚拟制造中的网络虚拟现实技术

介绍了网络虚拟现实建模语言（VRML），VRML具有动态对象描述和超链接、通用性、扩展性、易实现性等特点。VRML浏览器和生成VRML文件的工具广泛使用于多种平台的计算机，是虚拟制造VM与虚拟设计中的网络虚拟现实技术的基础。     

一类新型六自由度并联机构及其结构分析

对一类新型六自由度并联机器人机构的结构组成及其结构特性（包括机构运动自由度计算、运动输出特性、运动学与动力学复杂性、输入-输出运动控制解耦性、驱动器可配置性等）进行了详细的分析,为其运动学和动力学分析、机械结构设计及其在虚拟轴机床、坐标测量机、娱乐运动平台和机器人等并联运动装备中的潜在应用打下基础。     

A solution to integrate computer-aided design (CAD) and virtual reality (VR) databases in design and manufacturing processes

The use of virtual reality (VR) techniques in industry is subject to very high expectations, as VR has emerged as a popular technology for computer-human interfaces in order to master the shortcomings of CAD systems. 3D CAD models provide a natural way of sharing design information among participants in the production process. VRML is a tool specifically designed for creating 3D virtual worlds on the Web, where these synthetic worlds can give us the ability to visualise objects and navigate the virtual world. This paper describes a system for VRML model visualisation that enables changes in the configuration file, which is written in XML, and that automatically reviews the model including the functional behaviour. From the evaluated VRML model, the connection to a PDM system is provided with a list of elements and their material properties.     

Internet环境下面向中小型制造企业的三维虚拟设计方法

在分析虚拟现实系统的基础上,针对现有的Internet网络环境和我国中小型制造企业的实际情况,研究采用VRML和Java构建非沉浸式虚拟设计环境的实施方案,讨论基于虚拟原型的产品开发技术。以减速箱为研究对象构建的三维虚拟设计系统,验证这一方法表明,其是经济、实用的可行方法。     

机器人冲压生产线的虚拟设计仿真

虚拟设计仿真就是同步运用先进的产品数字设计技术,将虚拟仿真的先进技术应用到机器人冲压生产线的整线设计中,将产品设计凭借设计人员预测,到运用虚拟技术将设计转化为虚拟现实,从而优化设计配置过程.     

ON DESIGN OF 3-DOF SPHERICAL PARALLEL MANIPULATORS WITH PRISMATIC ACTUATORS

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＲｏｂｏｔｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｐｔｉｍｕｍｄｅｓｉｇｎｃａｎｂｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｕｓｅｏｆｅｖａｌｕａｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉａｉｎｖｏｌｖｉｎｇｗｏｒｋｓｐａｃｅｇｅｏｍｅｔｒｙ[1,2 ] ,ｉｓｏｔｒｏｐｙ ,ｇｌｏｂａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｉｎｄｅｘ[3～ 6 ] ,ａｎｄｓｉｎｇｕｌａｒｉｔｉｅｓ .Ｂｙｔｈｉｓｍｅａｎｓ,ｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｅｌｅｃｔ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉ…     

基于VRML技术的虚拟产品可控性研究

基于VRML技术的虚拟产品可控性研究是虚拟现实技术的一部分,也是未来网络商务支持手段.利用VRML技术建立的产品虚拟展示环境不仅具有高度的真实感,而且也有很强的人机交互性.文中以虚拟场景中笔记本电脑和冰箱演示环境的构建为基础,介绍了如何利用VRML建立虚拟产品的可控性,以及与VRML技术相关的一些支持技术.     

基于虚拟现实的自动加工过程实验仿真系统的平台设计

迅速发展的互联网和虚拟现实技术使虚拟实验的实现成为可能。在集虚拟现实最新相关信息的基础上，这里提出基于虚拟现实的自动加工过程实验仿真系统的平台设计方案。以自动生产线为对象，文中主要阐述定制仿真实验体系构架的策略，包括：Java语言和VRML为宿主语言的选择；VRML编程与UG软件相结合的虚拟设备场景建摸方法；增强Web服务器动态交互功能的ASP、HTML、Java Applet混合应用;确保管理模块实现系统动态数据库访问和数据显示的Web服务器与数据库管理系统的组合。研制的原型系统表明，该方案所确定的策略是可行的，并能达到预期的效果。     

基于VRML的数控机床的虚拟操作研究

虚拟环境下加工设备虚拟操作和虚拟加工是虚拟制造的一个重要研究内容。本文通过对数控机床的虚拟操作的研究,阐述了在VRML的虚拟现实应用平台上建立数控机床的虚拟操作系统的方法,提出了利用VRMLJavaAppletJavaScriptHtml多方相互通信的办法对VRML人机交互功能进行增强与扩展,从而满足数控机床虚拟操作的功能要求。实验结果表明,这种增强办法不仅使VRML原有的人机交互能力得到进一步的增强,并且为VRML添加了接收与处理文本信息以及读写文件等交互能力。此外,文中还提出了一种利用SolidWork与PolyTrans相互结合而实现的在虚拟环境下的数控机床的快速建模方法,并取得令人满意的效果。本系统不但可应用于异地制造、数控机床加工仿真,还可应用于基于WEB的数控机床操作、编程与加工培训等方面。