一种新型并联机构4-RPR的性能分析
基于正交实验设计的并联机构误差分析
2016年5月 第44卷第9期 机床与液压 MACHINE TOOL &HYDRAULICS May 2016 Vol．44No．9 DOI :10.3969/j．issn．1001-3881．2016．09．010 收稿日期:2015-03-26 基金项目:江苏高校品牌专业建设工程资助项目(PPZY2015B186) 作者简介:梁胜龙(1963 ),男,工学学士,副教授,研究方向为机械设计与精密检测三E -mail:liangshenglong520@ 126．com三 基于正交实验设计的并联机构误差分析 梁胜龙1,毕长飞2 (1.苏州工业职业技术学院,江苏苏州215104;2.辽宁地质工程职业学院机电系,辽宁丹东118008) 摘要:介绍了一种新型含恰约束支链3-SPS /S 并联机器人机构,为提高终端平台的定位精度,对该并联机构进行误差分析三首先在运动学逆解基础上,对驱动支链的运动方程进行微分,建立该机构位姿输出误差正解数学模型三并在给定机构误差的条件下,考虑末端执行器在工作过程中位姿输出误差的变化情况三利用正交实验设计的思想均衡排布参数的误差水平,对该机构进行精度分析,并绘制某姿态下的误差分布直方图及许用精度范围内的可靠度三结果表明:利用正交实验法能够快速计算误差值,为并联机构的精度设计和运动学参数的标定建立了理论基础三 关键词:并联机构;误差分析;正交实验;精度 中图分类号:TH112 文献标志码:A 文章编号:1001-3881(2016)09-038-4 Error Analysis of Parallel Manipulator Based on Orthogonal Experimental Design LIANG Shenglong 1,BI Changfei 2 (1.Suzhou Institute of Industrial Technology,Suzhou Jiangsu 215104,China;2.Department of Mechatronics Engineering,Liaoning Geology Engineering Vocational College,Dandong Liaoning 118008,China) Abstract :A new kind of constraint error branched chain of 3-SPS /S parallel mechanism of robot was introduced.In order to im- prove the positioning accuracy of terminal platform,the error of this parallel mechanism was analyzed.Firstly based on the kinematics inverse solution,the differential equations of motion for driving chain were set up,and the mathematical model of positive solutions of output poses error of the institutions was established.And the error in a given institutional conditions,the output pose error changes in the process of terminal to perform the work were considered.By using the idea of orthogonal experimental design to equalize distribution of parametric error level,the accuracy of this mechanism was analyzed,the error distribution histogram in one pose and reliability of al-lowable accuracy range were drawn.The results show that,the error values can be quickly calculated by using orthogonal experimenatal method,which establishes theoretic basis for accuracy design of the parallel mechanism and calibration of kinematics parameters. Keywords :Parallel mechanism;Error analysis;Orthogonal experiment;Accuracy 0 前言 少自由度并联机器人机构具有误差小二刚度高二动态性能好二可以消除不期望的自微运动二利于实现全闭环反馈控制的优点三因此,并联机构广泛应用于医疗设备二机床二飞行模拟器等领域三目前,对于并联机构的误差和精度的研究,国内学者已经取得的一 定的成果[1-2]三李新友等[3]基于正交设计对3-RPS 并联机构的精度进行分析和综合,确定了满足精度要求的并联机构的结构参数;王伟等人[4]利用正交实验计算误差因素对末端误差的影响程度,为机器人的精度设计指明了方向;卢强等人[5]在综合考虑零部件制造公差和运动副配合间隙的基础上,利用蒙特卡洛法对6腿并联机床进行了精度综合研究;高猛等人[6]等利用D-H 法建立包含铰链制造误差的运动学方程,并通过仿真计算得到工作空间内铰链制造误差对末端执行器运动精度的影响规律;孙志礼等[7]对ADAMS 软 件进行二次开发,在考虑杆长误差和球副位置误差服从正态分布的情况下,利用随机抽样获得不同模型,计算得出了任意时刻并联机构的运动可靠度;TING 等[8]研究分析了并联机构的误差敏感性,采用误差传递矩阵条件数作为误差评价指标;BRODERICK 等[9]针对机器人制造过程中产生的位置和姿态误差进行了运动学误差标定和补偿,提高了终端平台的运动精度三 文中针对三自由度并联机构3-SPS /S,建立了位姿输出误差正解模型三在考虑杆长误差和铰链安装位置误差服从正态分布的情况下,利用正交实验设计思想求解末端执行器位姿输出误差,并绘制了许用精度范围内的精度可靠度三 1 3-SPS /S 并联机构的结构描述 3-SPS /S 并联机构由动平台二定平台二3条结构相同的驱动支链和中间约束支链组成三其中驱动支链
三自由度并联机械手的设计..
学号： 密级： 武汉东湖学院本科生毕业论文(设计) 三自由度并联机械手的设计 院(系)名称：机电工程学院 专业名称：机械设计制造及其自动化 学生姓名： 指导教师: 二〇一六年五月六日
郑重声明 我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风，所呈交的学术论文是本人在老师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表和撰写过得内容。论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。 本人签名： 日期：2016年5月7号
摘要 随着机器人技术的快速发展，并联机械手的应用领域越来越广，已成为当今机器人领域新的研究热点。针对并联机械手机构比传统串联机械手更复杂的问题，本文以一种轻型高速的三自由度Delta 并联机械手为例，在完成其运动学的基础上，对并联机械手进行了建模以及装配。 首先，本文介绍了三自由度并联机械手机构的工作原理，并对其进行了运动学分析。其中，对机构的自由度进行的计算，采用几何法求得了其运动学正解以及其运动学逆解。其次，对机构进行了速度模型及雅克比矩阵的分析。实现了solidworks对机构的零部件与装配图三维建模。最后，通过个零部件的配合，实现了三自由度并联机械手的装配。 关键词：并联机械手；三自由度；3D建模
ABSTRACT With the rapid development of robot technology, parallel manipulator used more and more widely, has become the hot spot in the field of new robots today. In view of the parallel manipulator mechanism more complex than the traditional serial manipulator problem, based on a lightweight high-speed three degree of freedom parallel manipulator as an example, the Delta at the completion of its kinematics, on the basis of the parallel manipulator has carried on the modeling and assembly. First, this paper introduces the working principle of three degrees of freedom parallel manipulator mechanism, and carries on the kinematics analysis. Among them, the institution of degree of freedom for the calculation of geometric method is used to obtain the positive kinematics solution and its inverse kinematics solution. Second, the institutions for the velocity model and the Jacobi matrix analysis. Implements the solidworks for spare parts and assembly drawing 3 d modeling of the organization. Finally, by a spare parts, implements the three degree of freedom parallel manipulator assembly. Keywords: Parallel manipulator；Three degrees of freedom；3D modeling
三自由度3-CS并联平台机构的运动学分析
三自由度3-CS并联平台机构的运动学分析 于靖军;毕树生;宗光华;黄真 【期刊名称】《航空学报》 【年(卷),期】2001(022)003 【摘要】With the development of parallel mechanisms research, spatial imperfect-DOF parallel mechanisms especially some constrained 3-DOF parallel mechanisms have received more attention for the advantages of their simple structure, easy control and low cost. In this paper, a novel model of constrained 3-DOF parallel manipulator—3-CS in-parallel platform mechanism is introduced firstly. The instantaneous possible motion characteristics for this mechanism are analyzed in detail by applying the screw theory. In addition, the first order kinematic analysis of the 3-CS mechanism is discussed thoroughly, which involves deriving three motion constraint equations for the output motions of the manipulator and formulating the kinematic influence matrix (also called Jacobian of the mechanism) reflecting the velocity relationship between three independent input motions and three independent output motions in a closed form. At last, the closed-form solutions are developed for both the inverse and forward position kinematics.%首先介绍了一种新型的并联机构——三自由度3-CS并联平台机构的模型。应用螺旋理论分析了该机构的瞬时运动。同时对该机构进行了运动学分析：给出了操作平台的输出运动参数的3个运动约束方程和3个独立输出运动参数与3个独
6_PSS空间并联机构的刚度特性
6-PSS 空间并联机构的刚度特性 李树军 张 余 孟巧玲 东北大学,沈阳,110004 摘要:为了揭示在外力作用下机构的几何形变对其刚度的影响,掌握其变化规律,为机构参数设计及其刚度控制提供合理参数,对6-PSS 空间并联机构的刚度特性进行了系统研究。首先,通过建立约束方程和坐标关联方程,将关节坐标转化为直角坐标,推导出基于守恒协调转换刚度矩阵的6-PSS 空间并联机构的刚度映射公式。然后,根据求解结果绘制出不同参数下6-PSS 空间并联机构的刚度映射曲线,为对比机构在外力作用下其刚度的改变和研究其变化规律提供参考。最后,根据导出的公式和数值分析算例,对机构的刚度特性进行分析和讨论。 关键词:空间并联机构;几何形变;刚度映射;刚度控制;参数设计 中图分类号:T H 112 文章编号:1004)132X(2009)21)2521)05 Stiffness Characteristics of a 6-PSS Spatial Parallel Mechanism Li Shujun Zhang Yu Meng Qiao ling Nor theaster n Univer sity,Shenyang,110004 Abstract :T o rev eal the stiffness behavior and find out its change rule in o rder to prov ide the rea -sonable parameters for the str uctural parameter design and stiffness contro l,the stiffness char acteris -tics of a 6-PSS spatial mechanism w as studied by considering the effects of the change in g eo metry due to co mpliance caused by the ex ternal forces.First,the joint co ordinates w ere transmitted into Cartesian spaces by form ing the constraint equations and the incidence equations,the analy tical stiff -ness equations of the 3-PRR planar parallel mechanism w ere derived based on the conservative con -g ruence transform ation (CCT )stiffness m atrix.Then,the stiffness maps of the 6-PSS mechanism w ere plotted w ith and w ithout ex ter nal forces in order to show the changes o f the stiffness and pro vide the r efer ences for study ing its chang e rules.Finally ,the stiffness characteristics o f the mechanism w ere analyzed and discussed acco rding to the stiffness equatio ns and numerical ex amples. Key words :spatial parallel mechanism;geom etry change;stiffness m apping;stiffness co ntro l;parameter desig n 收稿日期:2009)01)04 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50875038) 0 引言 机构刚度是描述并联机构特性的一个重要指标和刚度控制的基本参量。早在20世纪90年代初,Gosselin [1]对不同类型并联机构的刚度特性进行了分析。Griffis 等[2]、Duffy [3]用几何学上的线性弹性模型,研究了Stew art-Go ug h 平台的刚度矩阵。高峰等[4]对并联机器人的静刚度进行了研究。敖银辉等[5]针对典型的串联和并联机构,建立了动力学模型,分析了在外力输入时机构的静刚度和动刚度。孙立宁等[6]对一种大行程柔性铰6-PSS 并联机构的刚度进行了分析。韩书葵等 [7] 应用螺旋理论对刚度矩阵为非方阵的少自 由度并联机构的刚度分析。Liu 等[8]、H uang 等[9] 也对并联机床的刚度估算和优化问题进行了 系统的研究。20世纪90年代末,H uang 等[10]、Chen 等[11]在对并联机构刚度特性研究时指出,在以前机构刚度研究中应用的转换矩阵没有考虑在外力作用下的机构的几何形变,所求得的刚度 值存在很大误差,并给出了并联机构的守恒协调转换(CCT)矩阵。Li 等[12]基于守恒协调转换刚度矩阵对3-RRR 平面并联机构和3-RPR 平面并联机构的刚度特性进行了分析。陈吉清等[13]也考虑了几何和载荷变化对刚度的影响,但没给出具体表达式。 本文基于并联机构的守恒协调刚度矩阵,对6-PSS 空间并联机构的刚度映射及其刚度特性进行研究,探求机构参数和外力对机构刚度及机构性能的影响,为该类并联操作手的刚度控制、机构的构型设计和参数选择提供依据 [14] 。 # 2521#
最新并联机构运动学能分析与优化动力学
并联机构运动学能分析与优化动力学
分类号：TH113.2+2 密级：公开 U D C：单位代码：10424 工程硕士学位论文 4-UPS-RPS并联机构运动学性能 分析与优化 孙先洋 申请学位级别：硕士学位领域名称：机械工程 指导教师姓名：陈修龙职称：副教授 副指导教师姓名：朱苏宁职称：高级工程师 山东科技大学 二零一三年五月
论文题目： 4-UPS-RPS并联机构运动学性能分析与优化 作者姓名：孙先洋入学时间：2011年9月 领域名称：机械工程研究方向：先进设计与制造技术 指导教师：陈修龙职称：副教授 副指导教师：朱苏宁职称：高级工程师 论文提交日期：2013年5月 论文答辩日期：2013年6月8日 授予学位日期：
KINEMATICS PERFORMANCE ANALYSIS AND OPTIMIZATION OF 4-UPS-RPS PMT A Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the degree of MASTER OF ENGINEERING from Shandong University of Science and Technology by Sun Xianyang Supervisor: Associate Professor Chen Xiulong College of Mechanical and Electronic Engineering May 2013
声明 本人呈交给山东科技大学的这篇工程硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。 硕士生签名： 日期： AFFIRMATION I declare that this dissertation, submitted in fulfillment of the requirements for the award of Master of Engineering in Shandong University of Science and Technology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. The document has not been submitted for qualification at any other academic institute. Signature: Date:
对四自由度并联机构分析
对四自由度并联机构分析 摘要：并联机构（Parallel Mechanism，简称PM），可以定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。机构有串联机构，并联机构，各有其优缺点. 关键词：并联机构；四自由度；分析 Analysis of a novel four -degree -of -freedom parallel mechanism Abstract：Parallel Mechanism is usually called for short PM, which can be defined as the mobile platform and the platform through at least two independent movements of the chain that can be connected. Agencies have series mechanisms, parallel mechanism, each have its advantages and disadvantages. Keywords：parallel manipulator; 4 –DOF;analysis 并联机构比起传统的串联机器人机构具有更高的刚度,更好的精度和承载能力,被广泛应用到航天器对接装置、雷达定向装置以及虚拟轴高速并联机床等领域,尤其是少自由度并联机器人机构还具有结构简单、控制方便等优点,被很多研究者关注,不断提出各种新型少自由度并联机器人机构并开展相应分析,在这些并联机构中,连接上下平台的支链主要为传统的串联支链, 由于杆长约束因素, 工作空间较小,无法满足一些特种机器人工作空间大、结构紧凑的要求. 由于平行四边形机构具有较好的缩放特性,有学者将其运用到并联机器人机构的结构综合中, Bruno和Jungw on等利用该机构设计了能够获得大工作空间的机器人操作平台, Nao -hi ro Hara将其应用在飞行机器人的机翼上改善了144%的升力, Grigore Gogu运用该机构设计出了一系列的各向同性的机器人机构, S bastien Briot设计了具有承载能力大、水平和垂直方向具有独立运动的机器人机构。 本文作者利用平行四边形及其特殊形状—菱形,演绎出具有大缩放比的平行四边形机构支链和菱形机构支链, 通过用菱形机构虚拟轴代替传统串联支链实轴的方法, 提出一种具有结构紧凑、工作空间大的新型四自由度并联机器人机构, 利用螺旋理论对该机构进行了自由度分析。 1 菱形机构设计 如图 1 所示,当菱形在运动变形过程中, 同一条虚直线上的各点只有沿直线方向上的相对运动. 取一个菱形, 如图 2 所示, 将其顶点用转动副连接, 则此菱
六自由度并联机构设计说明书
（ 需微要信 swan165 本科毕业设计说明书 题 目：六自由度伸缩式并联机床结构设计 学生姓名： 学 院：机械学院 系 别：机械系 专 业：机械电子工程 班 级：机电10-4班 指导教师：讲师
摘红字要 并联系联机微床信，也可叫获取做整套并联结构机床(Parallel Structured Machine Tools)、虚拟轴机床(Virtual Axis Machine Tools)，曾经被称为六条腿机床、六足虫(Hexapods)。并联机床是近年来国内外机床研究的方向，它具有多自由度、刚度高、精度高、传动链短、制造成本低等优点。但其也不足之处，其中位置正解复杂就是关键的一条。6-THRT伸缩式并联机床是Stewart 机床的一种变形结构形式，它主要构成是运动和静止的两个平台上的6个关节点分别分布在同一个平面上，且构成的形状相似。 并联机床是一种气动机械，集气（液），在一个典型的机电一体化设备的控制技术，它是很容易实现“六轴联动”，在第二十一世纪将成为主要的高速数控加工设备。本次毕业设计题目结合本院实验室现有的六自由度并联机床机构进行设计，使其能根据工艺要求进行加工。提高学生的工程素质、创新能力、综合实践及应用能力。 此次毕业设计的主要内容是对并联机床结构设计，其内容主要包括机器人结构设计总体方案的确定，机器人机构设计的相关计算，以及滚珠丝杠螺母副、步进电机、滚动轴承、联轴器等主要零部件的计算选用，并利用CAXA软件绘制各相关零部件的零件图和总装配图，以期达到能直观看出并联机床实体机构的效果。 关键词：并联机床；步进电动机；空间变换矩阵；滚珠丝杠螺母副
6_6_SPS型Stewart并联机构运动学正解的研究
试验研究现代制造工程2008年第3期 6/6 S PS型Ste wart并联机构运动学正解的研究* 周辉,曹毅 (江南大学机械工程学院,无锡214122) 摘要:对具有半对称结构的6/6 SPS型S te w art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S te w art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M athe m atica符号计算软件,编制了基于M athe m atica语言的6/6 SPS型Stewa rt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Stew art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。 关键词:Ste w art机构;运动学正解;符号计算;M a t he m atica软件 中图分类号:TP242.2 文献标识码:A 文章编号:1671 3133(2008)03 0001 05 D irect kinem atics anal ysis of a speci a l class of the6/6 SPS Ste w artm ani pul ators Zhou H u,i Cao Y i (School ofM echan ica lEng i n eeri n g,Jiangnan Un i v ersity,W ux i214122,Jiangsu,CHN) Abstrac t:A ddresses t he direct kinem ati cs of a spec i a l c l ass of the6/6 SPS Ste w art m ani pulators i n wh i ch the mov i ng and base p l a tfor m s are t w o si m ilar sem isymm etr i ca l hex agons.A fte r proposi ng a m athe m atica lm ode l o f the d irect k i ne m atics of t h i s special class o f t he Ste w art m an i pu lators,a m ulti v ariate po lyno m ial equati ons se t i n the m oving p l atfor m pos iti on para m eters and or i enta ti on para m eters is constructed i n wh ich i npu t para m ete rs are geo m etric para m eters and the li nk length o f each li m b of t h is special class o f the6/6 SPS S te w art m an i pu lators.Based on t h ism ultivar i ate polynom ia l equa tions se t,an a l go rith m has been deve l oped inM a t he m a tica l anguag e for so lv i ng the d i rect k i ne m atics of t h is specia l c lass o f the6/6 SP S Stew artm anipulators by utilizi ng a sy m bo li c computati on so ft w are M athem ati ca,co m puta tion results first sho w tha t t he m ax i m u m number of the co m plete analytical so l uti on to t he direct k i ne m atic prob l em of t h is spec i a l class of t he6/6 SPS Stewart m an i pulators is up t o28i n the co m plex do m ain for any g i ven set of geo m etric para m eters and si x g iven li nk leng t hs o f the man i pu l a t o r cons i dered.D irec t k i ne m atic analysis o f th i s special c lass o f t he6/6 SPS Stewart m an i pu l a tors paves under l y i ng theoretical g rounds for the wo rkspace ana l y si s,pa t h p l ann i ng and contro l o f th i s specia l c lass o f the6/6 SPS S te w art m an i pu l a tors. K ey word s:Stewart m ani pulator;D irect kinem ati cs;Symbo lic co m putation;M athem ati ca so ft w are 0 引言 S te w art平台具有承载能力强、刚度好、无积累误差、精度高、系统动态响应快等特点[1],在飞行模拟器、机器人、新型机床等领域得到广泛应用。机器人运动学正解的研究在机器人机构学的研究中具有重要的地位,特别是对并联机器人机构,运动学正解问题一直是研究的难点和热点之一。国内外诸多学者分别采用数值法、解析法等对并联机构的运动学正解问题进行深入细致的研究[2 19]。但是,不难发现这些研究均是针对具有特殊结构形式的并联机器人机构,而对具有一般结构形式的6/6 SPS型S te w art并联机构的运动学正解,仅有少数学者进行了研究。 本文对具有半对称结构的6/6 SPS型S te w art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Ste w art并联机构运动学正 1 *国家自然科学基金资助项目(50275129);江南大学博士基金资助项目(207000-21050616)
第05章 空间机构的自由度分析
第5章空间机构自由度分析的约束螺旋求解法对机构最基本的认识是要知道它的自由度，机构的自由度计算原本是一个简单的问题，用传统的Kutzbach-Grübler公式[1-3]就可以获得正确的结果，而且仅仅基于算术运算。这个最基本的问 题几乎在所有的教科书上都有论述。 这里为什么还要论及呢？在机构学的发展历程中，发现了不少的机构不符合上述公式[4-5]。这种情况长期来倒还能容忍，到底当时该公式对于绝大多数机构还是适用的，特别是适用于众多的平面机构。但是在近十年来当空间机构研究迅速发展时，问题变得突出起来，传统的大家熟悉的这个公式常常算不出正确的结果，特别是在新世纪开始前后的这十年间，国际机构学界开展了少自由度并联机器人新机构的研究，这个不为人们重视的自由度计算却经常让人们迷惑，用公式常常不能够得到正确的结果。甚至到了新世纪的2002年，美国马里兰大学的Tsai教授在分析他发明一种3自由度并联机构时再次指出，如果用Kutzbach-Grübler公式计算该机构的自由 度数将会得到错误的结果[6]。这样，人们不得不采取其它麻烦的分析方法[7-11]，多花费了很多的时间。究其原因，认识到这是由于在机构中存在过约束（overconstrained）的缘故，约束被重复 计算了。许多人不断寻找新的普遍适用的机构的自由度计算公式，仅举文献[12-13]。人们提出过许多新概念，包括公共约束、虚约束等等。文献[14,15]还建议自由度公式中应采用机构螺旋系的“阶”。在这方面国内也有许多学者进行了有意义的研究，文献[16]以闭合约束数定义公共约束以确定阶，文献[17]以非线性代数方程组的相关性来判定机构的“秩”，然而他却是一个十分困难的求解问题。考虑“过约束”去对Kutzbach-Grübler公式加以修正，关键是如何分析过约 束，到这个新世纪开始，这个问题在国际上一直未能解决。还有一些学者甚至还采取如李代数和群论[18-20]等现代数学来探讨，也取得了一些进展。然而，李代数和群论的应用本身到更加使人感到迷茫，难道处理这种机构学中最基本最常见的问题，非得用这些普通科技人员很难懂的高深的现代数学吗？如果真是那样，将来也是难以推广应用，也不利于科技的发展。确实，自由度分析首先应保证正确，还特别要求尽可能的简单。 本文应用螺旋理论来处理这个问题，表现的比较简单。当黄真在1991年出版的著作[21]中就提出以反螺旋重新定义公共约束，进行了四杆机构的自由度的计算。这样的定义使公共约束有了明确的物理概念，便于计算，而且还方便地确定机构的阶。在1997年出版的专著[22]中进一步集中讨论了机构的自由度计算问题。除了以反螺旋定义公共约束外，特别是研究了在构成并联机构时出现的冗余约束，并分析了许多不同阶的过约束机构。在后来的许多关于少自由度新机型的研究中都应用了这个自由度的判别方法。最后文献[23]又归纳形成完整的“基于约束螺旋的求解自由度的新方法”。这个方法的特点在于它仅仅基于螺旋理论中的最简单部分，具有线性代数基础的科技人员都不难掌握，分析过程又简单、快捷。本章就介绍这种基于约束螺旋求解自由度的新方法。在只需要一只铅笔、一张纸，绝大多数情况下花费几分钟就能得到正确的答案。这种方法对广大的机械工程师将非常适用。本章最后还介绍机构实现确定运动的条件，讨 1 ··
并联机构
并联机器人机构构型创新设计研究汪劲松.关立文.王立平.李铁民. 提出一种并联机器人机构构型创新设计新方法——桁架推演法,该方法包括三个主要步骤:根据具体设计需求选择自由度为0的并联机构桁架,并选择适当的推演规则;在一定的约束条件下对桁架进行推演;对推演结果分析、判断和决策,得到新并联机构构型。最后举例说明了桁架和推演规则等对并联机器人机构构型创新设计具有决定性影响的关键技术问题。 MA TLAB 在并联机器人机构仿真中的应用 运用Matlab语言给出了平面3RRR并联机构三维仿真实体模型的简单画法及三维实体模型的运动仿真,同时又运用微分法和影响系数两种算法仿真了机构的速度及加速度曲线,最后从仿真图中直接分析了机构的奇异位型点,并说明了文献[7]中运用新的性能分析方法所得出的机构尺寸变化对机构性能影响的结论的实用性。这充分展现了Matlab的科学计算可视化技术在机器人领域的应用及发展前景。 一种6-6UHU并联机器人的设计和实验研究 研制了一种新型结构的大工作空间6 6UHU并联机器人。通过对虎克铰摆角极限对机器人工作空间的影响研究,在机构设计上解决了杆间干涉和下关节极限问题,简化了干涉检测算法,降低了运动控制算法的复杂性,并且增大了工作空间。研制出基于DSP的多轴控制器PMAC卡的交流伺服电机控制系统和实验系统,并进行了实验。给出了不同姿态下该机器人的工作空间分析。仿真数据和实验结果表明,所研制的新型6 6UHU 并联机器人,结构精巧,工作空间大,动平台的倾斜角达到4 5°;同时具有高刚度、高精度、操作性能好等特点。干涉防护系统能保证机器人在大工作空间机动运行情况 3转动1移动并联机器人机构的结构综合 房海蓉.方跃法.胡明. 利用螺旋和反螺旋之间的互易关系,分析了给定机构运动自由度与支链约束之间的关系,提出了基于螺旋理论的4自由度并联机器人机构结构综合的一种方法.据此构造了3转动1移动4自由度并联机器人机构的可能支链类型,列举了多种新型对称机构和非对称机构.所提方法对其它少自由度并联机器人机构的结构综合具有普遍意义. 并联机构激光加工系统创新设计 孙会来.林树忠.李洪来.高铁红. 提出了一种新型的两自由度并联平动机构 ,并将其成功的应用到YAG激光加工平台当中。介绍了激光加工平台的组成及控制系统组成 ,同时还分析计算了该并联实验平台的自由度 ,推导建立了该机构的位置正、反解和速度解方程 ,给出了机构的工作空间分析及其雅可比矩阵 ,为激光加工平台提供了设计和控制的理论依据。经技术实施表明该新型加工平台具有结构简单、控制容易、作业空间大及可实现两维任意图形的加工等特点 新型6-HTRT并联机器人影响系数的求解 影响系数在机器人运动学及动力学分析中占有重要的地位 ,特别是高速运转时 ,二阶影响系数的影响更不可忽略。本文在求解一阶影响系数的基础上给出了求解新型 6 HTRT并联机器人二阶影响系数的通用方法 ,为该型号机器人基于影响系数的运动学、动力学深入求解和机构性能分析奠定了基础 并联机器人技术分析及展望 近年来并联机器人的发展已成为机器人研究领域的热点之一 ,在某些方面它具有串联结构所无法相比的优点 ,因而扩大了机器人领域的应用范围。本文对并联机器人机构学、运动学、系统控制策略等关键技术做了概括性分析 ,同时还介绍了两种新型虎克铰链模型 ,为高精度并联机构的设计提供了有利条件。另外文中对并联机构研究的热点问题做了详细分析并提供了新的解决方向 ,如高精度点位控制策略、误差分析与补偿等。最后对目前并联机构的应用及发展趋势进行了阐述 ,并指出了我国现阶段并联机构产业化中存在的一些问题与挑战 5自由度并联机器人设计方法 本论文以螺旋理论为基础 ,提出一种系统的结构综合方法 .根据各条支链对运动平台所提供的反螺旋约束的线性关系 ,研究了构成五自由度并联机器人机构的各条支链所有可能的运动副组合以及它们的空间几