改进遗传算法在6-RSS并联机器人机构设计中的应用 被引量：3

1

作者 李坤全 方跃法 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期19-23,共5页

以6-RSS并联机器人Jacobian矩阵的条件参数为优化设计目标函数,提出了改进的遗传智能优化设计方法.采用实值编码,对6-RSS平台进行了优化设计,得到了最优运动学的6-RSS平台结构参数,通过与拟牛顿法得出的结果比较,证实了改进遗传算法在... 以6-RSS并联机器人Jacobian矩阵的条件参数为优化设计目标函数,提出了改进的遗传智能优化设计方法.采用实值编码,对6-RSS平台进行了优化设计,得到了最优运动学的6-RSS平台结构参数,通过与拟牛顿法得出的结果比较,证实了改进遗传算法在并联机器人结构优化设计中的有效性和优越性. 展开更多

关键词 机器人 6-rss并联机构 改进遗传算法 优化设计

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6-RSS并联机构的运动学、动力学分析 被引量：2

2

作者 李坤全 文睿 康琰 《科学技术与工程》 2011年第6期1213-1217,共5页

以6-RSS并联机构为研究对象,运用D-H方法建立了各支链构件的坐标系。推导了支链的运动学反解的解析方程,并给出了各个构件的速度、加速度与动平台的速度、加速度的映射关系。然后用牛顿-欧拉方法推导了6-RSS并联机构的动力学方程,为该... 以6-RSS并联机构为研究对象,运用D-H方法建立了各支链构件的坐标系。推导了支链的运动学反解的解析方程,并给出了各个构件的速度、加速度与动平台的速度、加速度的映射关系。然后用牛顿-欧拉方法推导了6-RSS并联机构的动力学方程,为该类机构的动力学分析奠定了基础。 展开更多

关键词 6-rss并联机构 牛顿-欧拉方法 动力学 运动学

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基于赋权偏差传递网络的6Dof-RUS并联机构随机误差分析 被引量：1

3

作者 董广宇 杜玉红 杨磊成 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期948-954,共7页

对于已经完成加工装配高精度并联机构,当出现使用精度无法满足设计要求时,需要对产生误差的源头进行追溯,只修复部分构件提高机构精度。以单点激光测距仪检测方法与六条由转动副(R)虎克铰链(U)球面副(S)构成单支链的6自由度并联机构(6Do... 对于已经完成加工装配高精度并联机构,当出现使用精度无法满足设计要求时,需要对产生误差的源头进行追溯,只修复部分构件提高机构精度。以单点激光测距仪检测方法与六条由转动副(R)虎克铰链(U)球面副(S)构成单支链的6自由度并联机构(6Dof-RUS)随机误差模型之间的映射为研究内容。首先构建了6Dof-RUS并联机构赋权偏差传递网络,其次建立了相机坐标系中光斑与平面约束之间的映射方程,通过结构误差雅可比矩阵将结构参数误差映射为可观测的动平台位姿误差。最后进行了实验验证,实验结果表明,在有限次测量次数的情况下可快速对随机误差进行溯源,验证了所提方法的有效性与可靠性,对其他拓扑构型并联机构精度综合具有一定借鉴意义。 展开更多

关键词 并联机构 随机误差 误差溯源 6自由度并联机构

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基于齐次变换矩阵数值解的6自由度并联机构位姿正解解算 被引量：8

4

作者 刘玉梅 曹晓宁 +3 位作者 王秀刚 王帆 徐振 卢海隔 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期894-898,共5页

为提高6自由度并联机构位姿正解求解速度,提出了一种基于齐次变换矩阵数值解的位姿正解解算方法.结合齐次空间变换矩阵前3阶顺序主子矩阵的正交特性及各液压缸杆长约束条件,建立了以齐次变换矩阵12个元素为未知量的非线性方程组的数学模... 为提高6自由度并联机构位姿正解求解速度,提出了一种基于齐次变换矩阵数值解的位姿正解解算方法.结合齐次空间变换矩阵前3阶顺序主子矩阵的正交特性及各液压缸杆长约束条件,建立了以齐次变换矩阵12个元素为未知量的非线性方程组的数学模型,得出了雅克比矩阵解析总表达式,采用牛顿拉夫逊法算法逐次迭代得到齐次变换矩阵数值解,再根据齐次变换矩阵与位姿转化关系求解对应位姿.结合实例,利用位姿正解仿真解算模型对所提出的位姿正解方法准确性及高效性进行了验证.结果表明:以齐次变换矩阵元素为变量的位姿正解解算方法比以位姿为变量的传统计算方法速度快. 展开更多

关键词 6自由度并联机构 齐次变换矩阵 位姿正解 牛顿拉夫逊法

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基于牛顿迭代的6-UPS并联机构运动学正解的研究 被引量：13

5

作者 刘芳华 张星 +1 位作者 魏玉平 吴洪涛 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第5期173-176,共4页

对自制的6-UPS并联机构的运动学问题进行了分析,利用数值法对该机构的运动学正解进行深入研究。通过运动学反解计算,在旋转矩阵和驱动杆长约束条件下,建立了运动学正解的数学模型,通过化简得到一组六个只含有三个姿态变量的非线性方程组... 对自制的6-UPS并联机构的运动学问题进行了分析,利用数值法对该机构的运动学正解进行深入研究。通过运动学反解计算,在旋转矩阵和驱动杆长约束条件下,建立了运动学正解的数学模型,通过化简得到一组六个只含有三个姿态变量的非线性方程组;利用Mathematica软件求解上述方程,利用牛顿迭代法引入所有有效初值求解上述方程组得到正解结果,避免由于初值选取不当产生的漏解现象,并绘出对应的机构装配简图。经算例验证,方法使得算法的收敛速度以及高效寻找全部解得到很好的提高。 展开更多

关键词 6-UPS并联机构 运动学正解 数值法 牛顿迭代

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6-PSS型光学元件精密轴向调节机构 被引量：15

6

作者 郭抗 巩岩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2648-2655,共8页

设计了一种采用6-PSS型并联机构的光学元件精密轴向调节机构,以使光刻物镜中光学元件的调节行程达微米级,调节精度达纳米级。将6-PSS型并联机构中的6个移动副改进为3个,减少了驱动器的使用数量,提高了轴向调节机构的可靠性;设计了一种... 设计了一种采用6-PSS型并联机构的光学元件精密轴向调节机构,以使光刻物镜中光学元件的调节行程达微米级,调节精度达纳米级。将6-PSS型并联机构中的6个移动副改进为3个,减少了驱动器的使用数量,提高了轴向调节机构的可靠性;设计了一种圆角薄柔性铰链结构作为6-PSS型并联机构中的球铰副,实现了轴向调节机构的结构一体化,简化了光机组件的装调过程,提高了机构的机械精度;利用空间矢量法分析了机构输入构件与输出构件之间的位置关系,推导出了机构的传动比表达式,为机构主要结构尺寸的选取提供了依据。轴向调节机构的验证试验结果表明:机构传动比的理论计算值接近于实测值;轴向调节机构的调节行程为74.4μm,调节精度在40nm以内,满足光刻物镜中光学元件轴向调节机构的使用需求。 展开更多

关键词 光刻物镜 光学元件 调节机构 并联机构 一体化结构 6-PSS

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3-U^rSR 6自由度并联机构位置分析 被引量：7

7

作者 虞启凯 游有鹏 韩江义 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期215-219,共5页

提出一种采用球面2自由度五杆作为驱动装置的3-UrSR并联机构。对该机构自由度进行了计算,对机构的位置反解进行了分析和研究,并列出了正解的约束方程组。最后用反解验证了正解的正确性,给出了该机构的位姿分析的数值仿真实例及图形。

关键词 并联机构 6自由度 位置正反解 空间分析

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新型基于6-PSS三维平台机构的并联微动机器人 被引量：9

8

作者 金振林 高峰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期566-569,共4页

提出一种新颖的基于 6 - PSS并联三维平台机构的微动机器人并介绍其结构布局特点 ,应用 Jacobian矩阵和力 Jacobian矩阵的子阵 ,分别对其线速度与角速度和力与力矩的各项同性进行了分析计算 ,并建立显式的微位移正解和反解方程 ,为其设... 提出一种新颖的基于 6 - PSS并联三维平台机构的微动机器人并介绍其结构布局特点 ,应用 Jacobian矩阵和力 Jacobian矩阵的子阵 ,分别对其线速度与角速度和力与力矩的各项同性进行了分析计算 ,并建立显式的微位移正解和反解方程 ,为其设计和使用提供理论依据。分析计算结果表明 ,该微动机器人算法与控制简单 ,微位移解耦和速度与力各向同性 ,具有最佳的运动和力传递性能。 展开更多

关键词 微动机器人 并联三维平台结构 并联机构 各项同性

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6-SPS球平台并联机器人及其局部力和运动传递性能分析 被引量：6

9

作者 金振林 高峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2001年第1期63-66,共4页

提出一种 6-SPS球平台 6自由度正交并联机器人新机型 ,介绍其结构布局特点 ,对其局部力与运动传递性能及它们与机构几何参数关系进行分析 ,为其设计和实用化提供理论依据。分析结果表明 ,该球平台机构在正交位姿力和运动传递性能各向同... 提出一种 6-SPS球平台 6自由度正交并联机器人新机型 ,介绍其结构布局特点 ,对其局部力与运动传递性能及它们与机构几何参数关系进行分析 ,为其设计和实用化提供理论依据。分析结果表明 ,该球平台机构在正交位姿力和运动传递性能各向同性 ,特别适合于作为 6自由度微动操作机器人和 6维力传感器结构。 展开更多

关键词 6自由度并联机器人机构 球平台机构 正交位姿 各向同性 运动传递性质

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6-3-3并联机构尺度的优化综合 被引量：4

10

作者 高洪 蒋璇 +1 位作者 肖平 张海涛 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第8期57-60,共4页

提出了以满足6-3-3并联机构使用功能为准则的尺度综合优化建模方法,即以功能要求的任务轨迹为动平台运动规划路径,以尺度参数和任务轨迹在工作空间的定位参数为设计变量,以机构空间结构尽可能紧凑,而工作空间尽可能大为目标函数、工作... 提出了以满足6-3-3并联机构使用功能为准则的尺度综合优化建模方法,即以功能要求的任务轨迹为动平台运动规划路径,以尺度参数和任务轨迹在工作空间的定位参数为设计变量,以机构空间结构尽可能紧凑,而工作空间尽可能大为目标函数、工作空间涵盖任务轨迹、主动件移动范围和关节转角不超过设定极限值为约束,建立优化模型并通过软件编程实现该模型的求解。最后,给出了一个算例。 展开更多

关键词 6-3-3并联机构 尺度综合 任务轨迹 优化建模

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6-3-3并联机构部分工作空间奇异性分析与仿真 被引量：9

11

作者 高洪 赵韩 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期2370-2373,共4页

建立了6自由度6-3-3并联机构的运动学逆解模型,给出了该机构奇异性判别矩阵。基于其运动学逆解和奇异性判别矩阵行列式数值是否为零,提出了对该机构部分工作空间进行奇异性仿真的方法并使用MATLAB语言开发了该机构部分工作空间奇异性仿... 建立了6自由度6-3-3并联机构的运动学逆解模型,给出了该机构奇异性判别矩阵。基于其运动学逆解和奇异性判别矩阵行列式数值是否为零,提出了对该机构部分工作空间进行奇异性仿真的方法并使用MATLAB语言开发了该机构部分工作空间奇异性仿真程序。最后给出了四个算例。研究为该并联机构的轨迹规划提供了技术基础。 展开更多

关键词 6自由度6-3—3并联机构 逆运动学 奇异性 仿真 MATLAB语言

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基于六自由度并联机构的多节段机器人的结构设计与运动分析

12

作者 岳经纬 贺利乐 +3 位作者 岳枫 窦铭源 贺宁 李赵兴 《机床与液压》 北大核心 2025年第15期43-49,共7页

聚焦于多自由度仿生机器人的结构优化与运动特性分析,提出一种基于六自由度并联机构的多节段机器人设计方案。该机器人通过串联模块化结构实现躯体构建,每个模块由动平台、静平台、6组连杆驱动机构及球铰连接组成,依托舵机驱动实现独立... 聚焦于多自由度仿生机器人的结构优化与运动特性分析,提出一种基于六自由度并联机构的多节段机器人设计方案。该机器人通过串联模块化结构实现躯体构建,每个模块由动平台、静平台、6组连杆驱动机构及球铰连接组成,依托舵机驱动实现独立六自由度运动能力。对该机器人进行机械结构设计与运动学分析,建立动、静坐标系下的逆运动学反解模型与正运动学求解模型,通过坐标变换推导连杆长度与位姿之间的关系,并采用牛顿迭代法解决正解中的非线性优化问题。以工作空间体积最大化、连杆角度平滑性及动平台位置紧凑性为优化目标,引入自适应惯性权重与学习因子改进的粒子群优化算法,对连杆长度、旋转角度等关键参数实施多目标优化。最后,基于ADAMS软件构建虚拟样机模型,通过运动学仿真分析平台质心运动特性,并开展水平爬行、转弯等物理实验,验证了机器人在蜿蜒、蠕动等复杂步态下的运动可行性与可靠性。 展开更多

关键词 六自由度并联机构 多节段机器人 结构设计 运动学分析

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确定6自由度6-3-3并联机构位置正解的数值方法 被引量：5

13

作者 高洪 赵韩 吕新生 《机械设计》 CSCD 北大核心 2006年第4期29-32,共4页

首先,基于机构学理论和6自由度6-3-3并联机构的基本几何关系,利用MATLAB符号数学计算工具箱得到了求该机构正向位移解的非线性方程组。接着将该方程组的求解问题转化为非线性最小二乘问题,使用MATLAB优化工具箱库函数lsqnonlin求出了具... 首先,基于机构学理论和6自由度6-3-3并联机构的基本几何关系,利用MATLAB符号数学计算工具箱得到了求该机构正向位移解的非线性方程组。接着将该方程组的求解问题转化为非线性最小二乘问题,使用MATLAB优化工具箱库函数lsqnonlin求出了具有明确工程意义的正向位移解。最后,给出了一个算例。 展开更多

关键词 6自由度6—3—3并联机构 正向位移分析 符号数学计算工具箱 非线性最小二乘问题 优化工具箱

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6-PUS并联机构的运动学正解分析 被引量：3

14

作者 王超群 吴洪涛 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期853-856,共4页

对6-PUS并联机构的运动学问题进行了分析,着重研究其运动学正解的求解方法。对动平台的位姿变量进行解耦处理,将位置变量表达为姿态变量的函数形式;利用Cayley公式、位置向量的转换关系得到了3个关于姿态变量的约束方程;求解约束方程组... 对6-PUS并联机构的运动学问题进行了分析,着重研究其运动学正解的求解方法。对动平台的位姿变量进行解耦处理,将位置变量表达为姿态变量的函数形式;利用Cayley公式、位置向量的转换关系得到了3个关于姿态变量的约束方程;求解约束方程组得到姿态变量,进而求得位置变量。算例验证了方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 6-PUS并联机构 运动学正解 解耦 约束方程

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6-HUS并联机构位置逆解与运动学优化设计 被引量：4

15

作者 谢志江 史浩明 《机械设计》 CSCD 北大核心 2011年第12期26-30,共5页

针对并联机构设计过程复杂、设计周期长等问题,对6-HUS并联机构运动学逆解及相关参数的优化进行了研究。建立了运动学逆解方程并得到解析解,应用ADAMS软件进行参数化建模并仿真;通过解析解和模拟解的对比,验证模型的正确性;根据性能要求... 针对并联机构设计过程复杂、设计周期长等问题,对6-HUS并联机构运动学逆解及相关参数的优化进行了研究。建立了运动学逆解方程并得到解析解,应用ADAMS软件进行参数化建模并仿真;通过解析解和模拟解的对比,验证模型的正确性;根据性能要求,以滑块最大速度最低为目标对机构结构尺寸进行了优化设计。分析结果表明:该方法方便快捷,缩短了设计周期,降低了产品成本,为同类机构的设计提供了较为精确的实用方法。 展开更多

关键词 6-HUS并联机构 位置逆解 参数化建模 优化设计

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6—3—3并联机构工作空间分析与仿真 被引量：7

16

作者 高洪 赵韩 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第24期5806-5808,共3页

提出了6-3-3并联机构在给定姿态下工作空间分析的计算机仿真方法,该方法要点是:对给定的三维空间,不需拆解支链杆,只需使用三维搜索法遍历该空间,基于该机构逆位移解,结合滑块运动范围、球铰链半锥角最大值、奇异性条件和支链干涉动画检... 提出了6-3-3并联机构在给定姿态下工作空间分析的计算机仿真方法,该方法要点是:对给定的三维空间,不需拆解支链杆,只需使用三维搜索法遍历该空间,基于该机构逆位移解,结合滑块运动范围、球铰链半锥角最大值、奇异性条件和支链干涉动画检验,即可排除该三维空间中位姿不可能点,同时显示其中位姿可能点集——工作空间边界三维图形,作为推论还给出了使用工作空间截交面检验其内部是否存在空腔的方法。为6-3-3并联机构的设计和轨迹规划提供了基础。 展开更多

关键词 6-3-3并联机构 工作空间 逆位移解 三维搜索 工作空间边界 内部空腔

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6-PPPS正交六自由度并联机构的位置正反解 被引量：2

17

作者 赵剑波 高峰 岳义 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第1期96-101,共6页

针对一种新型6-PPPS并联机构,提出方向余弦阵法进行位置正反解的解析求解。利用机构运动副的运动参数构建并联动平台的方向余弦阵,通过添加约束条件,得到唯一的反解,同样方法可得出所有从动移动副的运动参数。根据方向余弦阵的性质构建... 针对一种新型6-PPPS并联机构,提出方向余弦阵法进行位置正反解的解析求解。利用机构运动副的运动参数构建并联动平台的方向余弦阵,通过添加约束条件,得到唯一的反解,同样方法可得出所有从动移动副的运动参数。根据方向余弦阵的性质构建约束方程,利用Maple软件辅助求得8组解析正解。根据球铰的约束,发现该机构实际正解唯一,给出了唯一正解的求取方法。 展开更多

关键词 方向余弦阵法 正反解 正交六自由度并联机构

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6-PPPS正交六自由度并联机构的姿态空间设计 被引量：1

18

作者 赵剑波 高峰 岳义 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第17期2025-2028,共4页

基于姿态参数给出了姿态空间的新定义,并给出了一种姿态能力的评价指标;针对新型6-PPPS并联机构的结构特点,分析了该构型以Z-Y-X欧拉角为姿态参数的姿态空间,分析结果可用于指导机构设计和初步确定机构姿态设计参数的许可范围,避免设计... 基于姿态参数给出了姿态空间的新定义,并给出了一种姿态能力的评价指标;针对新型6-PPPS并联机构的结构特点,分析了该构型以Z-Y-X欧拉角为姿态参数的姿态空间,分析结果可用于指导机构设计和初步确定机构姿态设计参数的许可范围,避免设计参数的不合理。 展开更多

关键词 正交六自由度 姿态空间 评价指标 并联机构

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基于双6-UPU并联机构的步行机器人步行越障步态仿真与试验（英文） 被引量：3

19

作者 唐新星 范大川 +1 位作者 韩方元 崔玉定 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期83-91,共9页

为拓展六足机器人的应用,提高六足机器人对工作环境的适应性及工作的灵活性,该文提出了一种基于并联腿的六足步行机器人结构。该步行机器人由2个6-UPU并联机构腿和6个足构成,每个足上各安装1个辅助腿,共有18个自由度,辅助腿可根据环境... 为拓展六足机器人的应用,提高六足机器人对工作环境的适应性及工作的灵活性,该文提出了一种基于并联腿的六足步行机器人结构。该步行机器人由2个6-UPU并联机构腿和6个足构成,每个足上各安装1个辅助腿,共有18个自由度,辅助腿可根据环境改变步行机器人身体的高度,增强了克服障碍物与环境的适应能力。首先,对该机构进行运动学分析,通过腿部6-UPU并联机构的运动学逆解求解,得到机器人运动过程中并联腿各分支的状态;其次,通过对人体行走规律的研究,根据运动学逆解的结果,设计了步行机器人的2种步态,分别为跨步行走步态和越障步态;之后,根据样机材质,在ADMAS环境下对六足机器人的模型组件增加质量,进行2种步态的行走仿真,跨步行走步态一个步态周期耗时23.734 2 s,步行机器人机体前进400 mm,平均行走速度为1 011.2 mm/min,而越障步态一个步态周期耗时18 s,步行机器人机体前进100 mm,平均行走速度为333.3 mm/min;最后,选用两片STM32芯片为核心处理器进行控制系统设计,两片STM32芯片分别进行数据采集与PID运算,二者间采用串口通信实现数据传输,跨步行走步态一个步态周期耗时24.85 s,步行机器人机体前进385 mm,平均行走速度为929.6 mm/min,而越障步态一个步态周期耗时20.8 s,步行机器人机体前进90 mm,平均行走速度为259.6 mm/min。试验表明:跨步行走步态下,完成一个步态周期内的耗时与平均行走速度的偏差分别为5%、8%,而在越障步态下,完成一个步态周期内的耗时与平均行走速度的偏差分别为13%、22%,绘制了2个平行腿移动平台中心点的规划轨迹和试验轨迹,试验轨迹在步行阶段,试验结果滞后于2种步态的模拟结果。其偏差可归结为试验样机中各电动缸自身特性、装配精度、部件的质量差异等因素的影响,但样机能够按照设定的步态完整设定的行走任务,从而验证了仿真分析的正确性。该研究为进一步研究六足并联腿步行机器人实现未知倾斜面或环境中的稳定行走提供了初步的实践依据。 展开更多

关键词 机器人 步态分析 控制 六足并联行走机器人 6-UPU并联机构

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6-UPS并联平台考虑关节摩擦的动力学分析及数值仿真 被引量：2

20

作者 刘芳华 裴竞宇 宗泱 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期768-774,894,共7页

为了对6-UPS并联平台进行动力学分析,基于拉格朗日动力学模型,建立了6-UPS并联平台完整动力学模型。考虑关节摩擦的影响,以"库伦-粘性"摩擦模型为基础,在建立机构关节摩擦模型的基础上,定量分析了机构驱动力受关节摩擦力的影... 为了对6-UPS并联平台进行动力学分析,基于拉格朗日动力学模型,建立了6-UPS并联平台完整动力学模型。考虑关节摩擦的影响,以"库伦-粘性"摩擦模型为基础,在建立机构关节摩擦模型的基础上,定量分析了机构驱动力受关节摩擦力的影响。为求解因考虑摩擦而建立的非线性动力学模型,本文给出了数值仿真的迭代计算方法。最后以江苏科技大学自制的6-UPS并联船舶运动模拟平台机构为例,求解了液压系统在动平台升沉运动、平移运动、偏航运动、翻滚运动中理想驱动力和含摩擦驱动力随时间的变化关系。结果表明:当机构处于低速运动状态时,关节摩擦力对动力学的影响很小,但驱动力大于原理想动力学情况下的0.005%;当机构处于高速运动状态时,关节摩擦力对动力学的影响会显著增加,但驱动力不会超过原理想动力学情况下的0.25%。本文结果为下一步控制系统的设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 6-UPS并联机构 拉格朗日动力学模型 “库伦-粘性”摩擦模型 数值仿真

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