6自由度弱耦合并联机构机型设计及其方法

提出了基于混合单开链的6自由度弱耦合并联机器人机构机型设计的一种程式化有效新方法,系统地阐述了动平台可实现三平移及三转动输出的6自由度并联机器人机构机型设计过程。设计出输出构件可实现三平移及三转动的7个新的实用混合单开链,首次给出静平台上6个转动副(或6个移动副)为主动副、具有较低耦合度及某些拓扑结构对称性的27种新的基本机型。通过改变主动副类型、主动副位置或支链的局部结构等又可得到更多的衍生机型。又按照机构拓扑结构对称性、输入—输出运动耦合复杂性、结构简单性及制造装配性能等对基本机型进行了简明分类并推荐了优选机型。     

基于单开链单元的三平移一转动并联机器人机构型综合及分类

以单开链支路为单元,揭示了欠秩并联机器人机构结构组成的某些规律,提出了输出运动为三平移及一定向转动的并联机器人机构型综合的一种系统,有效的新方法,型综合共得到50个新机构,并对其进行了分类,提出的4d.o.f,并联机器人机构型综合方法具有普遍性意义,并已用于其它运动输出类型的欠秩并联机器人机构的型综合。     

基于单开链单元的三平移并联机器人机构型综合及其分类

以单开链支路为单元,揭示了并联机器人机构结构组成的某些规律,提出了三平移并联机器人机构型综合的一种系统、有效的新方法。型综合共得到33个机构,并进行了分类。其中29个机构为首次给出。提出的三平移并联机器人机构型综合方法具有普遍性意义,并已用于其他运动输出类型的欠秩并联机器人机构的型综合。     

空间3自由度并联机器人机构智能化型综合

基于单开链单元的欠秩并联机器人机构型综合方法理论,提出用VB编程实现并联机器人机构型综合智能、系统、有效的新方法.该方法按动平台输出运动特性及自由度数;能快速生成所要求的一系列机型,能为优选机型并对机构进行运动学及动力学分析等提供基础.运用此方法对空间3自由度并联机构进行型综合,达到型综合自动化的目的,该方法可用于其他自由度并联机构的智能化型综合,具有普遍意义.提出的智能化型综合法改善了过去建立在人工劳动基础上且过程重复繁琐、工作量大、易发生疏漏现象、效率低的型综合方法,为型综合的研究发展开辟了一条新途径,具有良好的应用前景.     

一种新型三维平移并联机构及其位置分析

基于以单开链为单元的并联机器人机构组成原理，设计构造了一种动平台能实现空间三维纯移动的并联机器人机构，对其进行了结构特性分析；给出了其位置分析的正逆解析解，讨论了该机构的输入一输出运动解耦性；用连续法对该机构进行了位置正解的数值计算。     

三平移弱耦合并联机器人机构机型及位置精度分析

针对基于混合单开链的三平移弱耦合并联机器人机构机型设计的一种新方法，阐述了动平台可实现三平移的实用新机型的设计过程。基于并联单开链求交思想，给出了静平台上三个转动副为主动副、具有弱耦合的多种新的基本机型。针对该类机构建立运动学模型和误差模型，研究了影响该类机构并联机器人操作器精度的因素，由于该类机构具有弱耦合特性，使得用软件方法提高机构精度值变得方便易行。运用正交网格方法分析了各杆长及参数对末端精度的影响程度，找到了影响该机构误差的主要因素，为提高该类并联机构机器人末端输出精度提供了依据，具有很大的实用价值。     

3-P∥R⊥4r⊥R型三维平移并联机构及其位置分析

设计构造了3-P∥R⊥4r⊥R型三维纯移动的并联机器人机构，进行了机构运动输出特性分析及自由度计算；给出了其位置分析的正、逆解析解，讨论了其运动参数的取值范围，并分析了该机构的输入一输出运动解耦性。该机构为三平移产业机械执行器提供了新型实用机型。     

一种3-P⊥R//R⊥4r型解耦三维平移并联机构及其位置计算

基于以单开链为单元的并联机构组成原理,设计构造了一种动平台能实现空间三维纯移动的并联机器人机构,进行了机构运动确定性分析及运动输出特性分析;用简易坐标投影法计算了其位置分析的正、逆解析解。该机构仅由转动副组成,便于制造安装,动力综合性能好;为并联机器人、虚轴机床及坐标测量机提供了新型实用机型。     

含有闭回路结构的二平移-转动并联机器人机构型综合

构造了多种包含二平-转动（2T1R）运动输出的混合链结构,基于有序单开链单元原理,综合出10种新型2T1R型空间并联机器人机构。机构的主动副均直接安装在静平台或接近静平台处,以利于减小机构的运动惯性。分析了各个机构基本特征,如主动副配置、耦合度和运动输入-输出控制解耦性,为机型的优选提供了一定的依据。     

基于单开链单元的欠秩并联机器人机构型综合的一般方法

以单开链支路为单元 ,揭示了欠秩并联机器人机构结构组成的某些规律。提出了欠秩并联机器人机构型综合的一种系统、有效的新方法 ,并进行了分类。该方法具有普遍性意义 ,已用于完成三平移、三平移一转动以及三平移两转动等欠秩并联机器人机构的型综合。     

STRUCTURE SYNTHESIS OF 4-DOF PARALLEL ROBOT MECHANISMS BASED ON SCREW THEORY

Structural synthesis for 4-DOF parallel manipulators using screw theory is systematically studied. Motion properties and constraint conditions of 4-DOF parallel manipulators according to the relationship between screw and reciprocal screw are analyzed. Mathematical expressions for constraint screws and twist screws of moving platform are constructed, and all possible limbs, which provide one or more force constraints, are enumerated. Finally, a parallel manipulator with 3-rotation-DOF and 1-translation-DOF is used as an example to describe the synthesis procedure for symmetrical and non-symmetrical 4-DOF parallel manipulators.     

基于位移子群分析的3自由度移动并联机构型综合

应用李群和李代数理论对3自由度并联移动机构型综合进行了系统的分析,给出了表示位移子群T和X(w)的李子代数的运动螺旋系,然后对运动螺旋系中的旋量进行线性组合,得到了可以生成位移子群X(w)的几种分支运动链,再根据多个位移子群X(w)的交集为位移子群T的几何条件,最后综合出数种3自由度移动并联机构,从李群和李代数理论验证了以前以结构约束法得到的型综合结果。     

闭链级联式机器人基于旋量理论的运动学分析方法

闭链级联式机器人由若干个平面四杆机构和空间杆机构串联而成,将这些杆机构中从基座到操作端最短的开链定义为主运动链,这样闭链级联式机器人的运动学分析就转化成了一个开链和若干个单闭链的运动学分析问题。主运动链的运动学分析采用指数积公式。主运动链的关节位置和速度信息可以由各个关节所在的单闭链的运动学分析得到。平面四杆机构和空间六杆机构的运动学分析可以通过建立闭链的结构方程来实现。最后综合主运动链和各个单闭链的运动学分析的结果即可得到主运动链关节空间与末端执行器位形空间的位置和速度映射关系,从而完成整个闭链级联式机器人的运动学分析。     

STUDY ON ISOMORPHISM OF PLANAR KINEMATIC CHAINS

ＳＴＵＤＹＯＮＩＳＯＭＯＲＰＨＩＳＭＯＦＰＬＡＮＡＲＫＩＮＥＭＡＴＩＣＣＨＡＩＮＳＳＴＵＤＹＯＮＩＳＯＭＯＲＰＨＩＳＭＯＦＰＬＡＮＡＲＫＩＮＥＭＡＴＩＣＣＨＡＩＮＳＬｉＷｅｎｈｕｉ；ＺｏｕＨｕｉｊｕｎ；ＣａｏＺｈｉｋｕｉ（ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏ...     

新型3自由度可约移动并联机构的构型及设计

提出了一般可约系统的定义。从研究运动不耦合的3自由度移动并联机构的输入输出关系出发,给出了3自由度可约移动并联机构的定义和判定充要条件。定义了一种新的Gf坐标,利用此坐标给出了可约并联机构的型综合一般过程,并综合出了5种3自由度可约移动并联机构。针对这类机构的特殊性能,以其中一种机构为例,基于机构动平台参考点的工作空间进行了优化设计。     

一种含平行四边形支链的3自由度并联机构姿态精度综合与装配工艺设计

以含平行四边形支链的3平动自由度并联机构主模块为对象,通过误差建模揭示出影响这种机构末端姿态精度因素。利用灵敏度分析结果,将精度综合归结为一类有约束线性规划问题,并据此提出两种可以有效抑制末端姿态误差的装配工艺方案。     

AUTOMATIC DISPLACEMENT ANALYSIS OF PLANAR MECHANISMS WITH MATCHING BASIC KINEMATIC CHAINS METHOD

A simple, efficient, automatic and universal method to fulfill displacement analysis of a great deal of mechanisms regenerated by Yan's mechanism creative theory has been developed. For a regenerated mechanism, at first, the method identifies its type and structure and changes it into a rigid structure by fixing the ground link and the input link. And then this rigid structure is decomposed into a set of basic kinematic chains (BKCs). By matching the type of BKC, the displacement analysis equations can be set up, and all possible configurations, in which positions of all movable links are considered, can be given out.     

OPTIMAL SYNTHESIS OF PLANAR 4 LIMBS 3-DOF OVERACTUATED PARALLEL MECHANISMS

Optimal synthesis of a 3-DOF 4 limbs planar parallel mechanism with actuated redundancy is studied. The kinematics equation of the mechanism is developed and the topology of the mecha-nism is classified. The kinematics and force properties of the mechanisms according to the topologies are compared. Furthermore, a global optimizing formulation is derived from the condition number that is a local index usually used to scaling the manipulability isotropy quantitatively. The optimiza-tion is solved by genetic algorithm. The numerical results show that the topology of the mechanisms can influence the kinematics and force property considerably, and the manipulation dexterity of the mechanisms can be improved distinctly by the given formulations and the suggested optimization algorithm.