并联机器人机床运动学正,逆解

基于一般ＳＴＥＷＡＲＴ机构研制的并联机器人机床是新一代智能化金属切削加工机床。然而，机床的运动学位置正、逆解呈强非线性，求解困难，出于机床精度的需要，本研究的模型样机在结构上采用了滚珠丝杠传动，因此又带来了关节运动耦合，导致机床运动学位置正、逆解求解更加复杂。利用运动学等效的原则，引入整机等效串联机构及分支等效串联机构，以等效广义坐标为中间变量建立机床运动学正、逆解求解迭代算法。仿真与控制实验表明     

并联机器人机床

目前,各式各样的并联机构的研究、开发与应用已经逐渐地覆盖到了工业领域的方方面面。在机床上应用并联机构是先进机床的发展趋势。应用并联机构的机床被称为并联机器人机床或者并联运动学机床。并联机器人机床的开发被认为是未来制造业关键的机器人应用技术,并联机器人与机床交叉领域的研究也成了目前的热点。     

一种新型四自由度并联机器人

提出一种用铅垂导轨上4个滑块作为原动件的新型四自由度并联机器人。该并联机器人的动平台能够实现两个方向的移动以及绕两个方向轴线的转动。研究了该并联机器人的运动学建模方法,给出了运动学正、逆解,用Grassmann几何法分析了该并联机器人在其工作空间人不会出现奇异形位。基于该四自由度并联机器人可以非常方便地开发具有大工作空间的五轴联动数控机床。     

并联机床机构的分析

介绍了并联机构的产生、发展及其应用，阐述了并联机床的发展，并对并联机床机构进行了位置、运动及其空间分析。     

一种新型具有三维移动自由度并联机器人运动学分析

本文提出一种三自由度移动平台式并联机器人,这种机器人运动平台能够实现三维移动,具有较大的工作空间和较少的奇异位形,位置正反解均为封闭解。     

新型三腿并联机床的速度及加速度分析

东北大学在前期研究的基础上最近又开发了一种新型三腿并联机床 ,该机床可用于立式加工 ,将工作头旋转一定角度后又可实现卧式加工·介绍了该机床的结构型式和特点 ,并对机床的运动学问题进行了研究 ,在分析平行约束机构的基础上 ,推出了相应的位置、速度、加速度等运动学方程 ,并得出了雅可比矩阵的计算公式·理论分析表明 ,该机床的运动方程为显式 ,形式简单 ,计算量小 ,易于进行实时控制·此种机床可望在木制品加工、软金属制品及各种非金属制品加工领域获得较好的应用前景     

机器人与机床的完美结合——新型并联机床

并联机床(Parallel Ma-chine Tool, PMT),也称为虚(拟)轴机床(Virtual Axis Machine Tool)或并联运动学机器(Parallel KinematicMachine),是并联机器人技术和现代数控机床技术相结合的产物,它同时兼顾了机床和机器人的诸多特性,既可以看作是机器人化的机床(可以完成机床的切削任务),又可以看作是机床化的机器人(可以完成许多精密的机器人作业)。它能够提供机器人的灵活与柔性,又具有机床的刚度和精度,是集多种功能于一体的新型机电设备。与传统的串联结构机床相比,新型并联机床采用并联机构作为主传动机构,结构简单,制造周期短,成本低…     

机器人与机床的完美结合——新型并联机床

并联机床(Parallel Ma-chine Tool,PMT),也称为虚(拟)轴机床(Virtual Axis Machine Too1)或并联运动学机器(Parallel KinematicMachine),是并联机器人技术和现代数控机床技术相结合的产物,它同时兼顾了机床和机器人的诸多特性,既可以看作是机器人化的机床(可以完成机床的切削任务),又可以看作是机床化的机器人(可以完成许多精密的机器人作业).它能够提供机器人的灵活与柔性,又具有机床的刚度和精度,是集多种功能于一体的新型机电设备.……     

一种新型具有三维移动自由度并联机器人运动学分析

本文提出一种三自由度移动平台式并联机器人,这种机器人运动平台能够实现三维移动,具有较大的工作空间和较少的奇异位形,位置正反解均为封闭解     

基于ADAMS的并联机床运动学仿真

利用三维实体建模软件UG建立了六自由度并联机床的仿真模型,并导入仿真软件AD-AMS中对其进行运动学仿真分析,得到了机床动平台的部分运动特征,为并联机床的动力学分析及控制等奠定了基础.     

3-RRRT并联机器人的动力学建模与仿真

本文简要介绍了一般并联机器人的特点,分析了3-RRRT并联机器人的构造,运用UG和ADAMS软件,建立了3-RRRT并联机器人的实体模型、运动学与动力学模型.并进行了仿真,最终得到机器人运动中各关节的角速度与力矩值.     

一种新型空间三自由度并联机器人的运动学与工作空间分析

提出一种新型三自由度并联机器人机构．该新型并联机器人由定平台、动平台和3个连接支链组成,其动平台相对于定平台具有两个转动和一个移动自由度．各运动支链结构完全相同,且都含有一个闭环子链．该并联机器人只含转动副,具有结构对称和工作空间大的特点．文中对该新型并联机器人的结构进行了详细描述,并应用螺旋理论分析了其运动特性;根据运动链等价替换原理,给出了该并联机器人的运动学反解和正解,并进行了工作空间分析。     

仿生柔性并联机器人的逆运动学与优化设计

提出一种绳索驱动的柔性仿人头颈并联机器人,其基座和动平台由3根绳索和1个压缩弹簧连接.采用压缩弹簧模拟人的颈椎作为并联机器人的支撑脊柱,以绳索模拟人颈部肌肉对机器人进行驱动控制.将作用在动平台上的外力等效为动平台中心的矢量力和力矩,基于力和力矩平衡条件,结合压缩弹簧侧向弯曲方程,解得机器人的逆运动学模型.为了使绳索驱动力最小,以绳子拉力的最小平均值和最小-最大值为优化目标,基于非线性最优化拟牛顿算法对绳索在基座及动平台上端点位置进行了优化设计.仿真结果验证了并联机构逆运动学模型和优化方法的正确性和可行性.     

利用姿态约束的并联机器人运动学标定方法

为了提高并联机器人运动精度,提出了一种利用姿态约束的运动学标定方法.借助一个双轴倾角仪,建立了机器人末端2个姿态角恒定约束,根据这种约束构造了相应的辨识模型和标定算法.标定算法得益于倾角仪重复精度和分辨率高于位置精度的特点,不受其位置精度和量程的限制,同时可避免施加机械约束给并联机器人主动关节带来特殊要求.仿真计算表明,在杆长测量精度为2μm、倾角仪重复精度为0.001°的条件下,经过标定后并联机器人的位置精度可达0.1 mm,姿态精度可达0.01°.     

并联机床伺服进给电机参数选择的一种方法

以可实现3平动自由度并联机床为例,提出选择这类机床伺服进给电机参数的方法.该方法根据对刀具的切削负载、快移速度和加速度要求,在建立速度、加速度和逆动力学模型基础上,利用矩阵奇异值理论导出了伺服电机额定转速、惯量和额定转矩的变化范围,并采用均值原理最终确定电机参数,该方法具有一定的通用性.     

并联微动机器人的研究现状

阐述了微／纳米技术的发展对微动机器人进行研究的意义，分析了国内外微动机器人尤其是并联微动机器人的研究现状．对并联机器人的机构类型、运动学性能、静力学和静刚度性能、动力学、精度、运动学标定以及微动机器人的系统检测和测试进行了分析研究．提出了进一步研究的内容和任务，得出了新型结构并联微动机器人系统开发的研究方法和技术路线．     

精密并联机器人系统误差的分析与补偿

为减小机构末端定位误差,提高精密并联机器人运动精度,以6-HTRT并联机构为结构模型,分析了机构的各种制造误差。首先在机构上开发了一种新型虎克铰链,同时采用了预紧装置;然后在控制系统中引入DSP高性能数据处理器;最后,用矢量构造的方法计算机构速度Jacobian矩阵,用数值法计算位置正解,用构造法计算误差Jacobian矩阵,对机构末端误差进行补偿。通过以上措施,可以使系统的精度提高到机构重复运动精度的3倍左右,满足精密并联机器人工作的精度要求。其中,软件误差补偿算法不受并联机构类型的限制,有较大的适用范围。     

平面二自由度并联机器人运动学参数的快速估计方法

以闭链约束方程为基础,建立了平面二自由度并联机器人的运动学误差模型,并进一步提出了基于两步迭代的运动学参数校准方法.通过先估计被动关节角度误差和运动学参数误差,实现了对并联机器人运动学参数的估计.该方法通过对并联机器人12个运动学参数的校准仿真实验,对所提参数估计方法进行了验证,得到了准确的参数估计结果.     

并联机器人运动学正解的实解分析

在３－６并联机器人运动学正解解析解的研究基础上,对其正解的最大实解个数进行进一步的分析研究·研究表明其正解问题最后可转化为一个高次多项式方程求解问题,称此方程为正解的等价多项式方程·通过分析可知,运动学正解实解的个数的上限为:当自变量在其解区间时其等价多项式方程实解的个数·最后应用Ｓｔｕｒｍ定理对正解最大实解个数进行判定·     

Tricept并联机器人的运动学设计理论浅析

针对纯六自由度并联机器人实现姿态能力差、工作空间小的固有缺陷，提出了基于少自由度、带有导向装置、动平台辅以回转台的串、并联机床结构，该结构可实现较强的姿态能力，并有较大的工作空间。探讨了此类并联机床的运动学设计方法，其中包括位置逆解模型、空间灵活度分析、工作空间分析与综合。理论仿真结果表明上述方法是正确的。