考虑干涉的平面3-RRR并联机构的最优化工作空间设计 被引量：5

1

作者 陶宗杰 安琦 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期239-244,共6页

根据干涉对平面机构工作空间的影响,利用避免干涉设计方法,以平面3-RRR型并联机构为研究对象,建立了一种具有最大化工作空间的新型平面3-RRR并联机构,并对该机构进行数学建模分析。在建立杆件的运动模型的基础上,得到了机构干涉产生的条... 根据干涉对平面机构工作空间的影响,利用避免干涉设计方法,以平面3-RRR型并联机构为研究对象,建立了一种具有最大化工作空间的新型平面3-RRR并联机构,并对该机构进行数学建模分析。在建立杆件的运动模型的基础上,得到了机构干涉产生的条件,通过数值计算方法,得到杆件形状系数α1和α2变化对平面并联机构空间范围的影响规律。数值模拟了该新型平面机构的工作空间范围曲面,计算绘制了空间干涉范围图形。此外,使用解析方法对该机构的奇异位形进行了分析。解决了最小化机构运动干涉的问题,对机构运动空间进行了最优化,该最优化设计方法也可以应用于其他平面机构。 展开更多

关键词 工作空间 平面3-rrr并联机构 干涉 优化方法

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平面3-RRR并联机构的自激振动实验研究 被引量：1

2

作者 刘胜 邱志成 张宪民 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期24-30,67,共8页

从平面3-RRR并联机构的位形和关节驱动两方面,研究了位形的奇异性和驱动电机的伺服增益对机器人自激振动现象的影响.首先建立了平面3-RRR并联机构的运动约束方程,求导得到速度约束方程和加速度约束方程,给出位置、速度、加速度的正、逆... 从平面3-RRR并联机构的位形和关节驱动两方面,研究了位形的奇异性和驱动电机的伺服增益对机器人自激振动现象的影响.首先建立了平面3-RRR并联机构的运动约束方程,求导得到速度约束方程和加速度约束方程,给出位置、速度、加速度的正、逆解,利用速度雅可比矩阵分析奇异特性;然后搭建了实验系统,分析驱动电机的控制原理,分别测试在奇异位形和非奇异位形的自激振动,通过传感器测试驱动关节的位移、速度和加速度,并进行正解得到动平台的位置和加速度,正解得到的加速度与动平台实测加速度吻合较好;最后通过调整驱动电机的伺服增益避免了非奇异位形处的自激振动. 展开更多

关键词 机器人 平面3-rrr并联机构 自激振动 奇异性 伺服系统

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最优化3-RRR球面并联机器人路径规划方法 被引量：1

3

作者 陶宗杰 安琦 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期267-272,共6页

针对3-RRR球面机器人进行了路径规划方法的讨论,将一种快速寻找最短路径的橡皮筋算法推广到了三维空间,并编制了伪代码。对机器人运动学方程进行了计算分析,得到了其工作空间点云模型。根据其可定向性周期空间的拓扑特性,确定最短路径... 针对3-RRR球面机器人进行了路径规划方法的讨论,将一种快速寻找最短路径的橡皮筋算法推广到了三维空间,并编制了伪代码。对机器人运动学方程进行了计算分析,得到了其工作空间点云模型。根据其可定向性周期空间的拓扑特性,确定最短路径找寻方向。通过4组算例验证了能量最省路径规划方法的可行性,并给出了各自的点云图,以及1组电机转角的变化曲线。 展开更多

关键词 路径规划 3-rrr球面并联机器人 点云模型 橡皮筋算法 周期空间

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六自由度3-RRRS并联机器人机构位姿正逆解

4

作者 钱瑞明 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 2000年第5期56-60,共5页

提出一种六自由度 3RRRS并联机器人机构 ,建立了位姿正逆解的解析表达式 ,其中位姿正解有 4组 ,位姿逆解有 8组 .

关键词 六自由度 并联机器人 3-rrrS机构 位姿正逆解

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3-RRS并联机构运动学传动性能分析 被引量：9

5

作者 郭玉 李彬 赵新华 《机械设计》 CSCD 北大核心 2015年第3期72-76,共5页

以3-RRS并联机构为研究对象,利用几何法对其位置逆解进行分析,得到机构位置逆解的显式表达。借助螺旋理论,建立机构的全雅可比矩阵,通过定义机构支链的输入与输出力/力矩传动效率系数,对该机构的运动学传动性能进行研究,为后续的机构尺... 以3-RRS并联机构为研究对象,利用几何法对其位置逆解进行分析,得到机构位置逆解的显式表达。借助螺旋理论,建立机构的全雅可比矩阵,通过定义机构支链的输入与输出力/力矩传动效率系数,对该机构的运动学传动性能进行研究,为后续的机构尺度优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 3-RRS并联机器人 位置逆解 雅可比矩阵 传动性能

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3-RPS并联机构的主动力和约束力分析 被引量：17

6

作者 赵燕 黄真 《燕山大学学报》 CAS 2008年第4期299-303,339,共6页

对3-RPS并联机构进行了动力分析。首先,通过列出所有构件的力和力矩平衡方程确定驱动力和平台受到的约束反力,即3-RPS机构的球副反力。当主动力和球副反力得到,其它约束力就迎刃而解。本文给出了2个数值算例,求出了主动力和全部运动副... 对3-RPS并联机构进行了动力分析。首先,通过列出所有构件的力和力矩平衡方程确定驱动力和平台受到的约束反力,即3-RPS机构的球副反力。当主动力和球副反力得到,其它约束力就迎刃而解。本文给出了2个数值算例,求出了主动力和全部运动副的约束反力。并通过此例讨论这种方法的优缺点和将来的发展。 展开更多

关键词 3-RPS并联机构 运动学 动力分析 主动力 约束反力

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一平动两转动3-UPU并联机构奇异性分析 被引量：7

7

作者 吴金波 韩鹏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第9期1313-1317,共5页

应用线几何工具和旋量理论分析了一平动两转动3-UPU并联机构的奇异形位。根据动平台的静力学平衡条件,推导出机构的6×6 Jacobian矩阵,该Jacobian矩阵也可看作6个线矢量的集合,基于这些线矢量的线性相关性,可识别出机构的奇异形位... 应用线几何工具和旋量理论分析了一平动两转动3-UPU并联机构的奇异形位。根据动平台的静力学平衡条件,推导出机构的6×6 Jacobian矩阵,该Jacobian矩阵也可看作6个线矢量的集合,基于这些线矢量的线性相关性,可识别出机构的奇异形位。引入线性丛逼近算法(LCAA)定义和分析了机构的结构和约束奇异形位,这两种奇异形位均和机构得到多余的自由度相关,文中统称为并联奇异;LCAA算法可得到用旋量坐标表示的最近线性丛的轴线和节距,当并联机构处于或接近奇异形位运动时,该线性丛的轴线和节距提供了机构自运动的额外信息。给出了3-UPU并联机构奇异性分析的实例。 展开更多

关键词 并联机构 3-UPU 奇异性分析 线几何 旋量理论

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基于MATLAB的3-RPS并联机构控制系统仿真 被引量：5

8

作者 王爱国 陈健伟 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期172-180,共9页

针对传统螺旋法求解并联机构Jacobian矩阵的缺陷,提出了一种基于并联机构微运动分析的微位移法.该微位移法在求解过程中可避免求解超越方程组的难题,且得到的Jacobian矩阵为非奇异方阵.同时,针对并联机构传统控制器轨迹跟踪精度低的问题... 针对传统螺旋法求解并联机构Jacobian矩阵的缺陷,提出了一种基于并联机构微运动分析的微位移法.该微位移法在求解过程中可避免求解超越方程组的难题,且得到的Jacobian矩阵为非奇异方阵.同时,针对并联机构传统控制器轨迹跟踪精度低的问题,设计了一种基于并联机构动力学方程和比例切换控制律的滑模变结构控制器(SMC).首先,建立机构的MATLAB/SimMechanics仿真分析模型,采用微位移法求解并联机构的Jacobian矩阵,为控制系统提供理论参考输入值.其次,设计SMC控制器,运用Lyapunov函数证明控制器的稳定性;最后,分别建立机构PID控制和SMC控制系统的MATLAB/Simulink框图,对其进行仿真分析与对比.结果表明:SMC控制器的轨迹跟踪精度比PID控制器的精度高,稳态误差小,且鲁棒性强,响应速度快,从而验证了SMC控制的有效性. 展开更多

关键词 3-RPS并联机构 微位移法 PID控制 SMC控制 MATLAB仿真

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遗传算法优化的运动冗余3-PRRR平面并联机械手控制研究 被引量：9

9

作者 邓小芳 高锐 孙贵生 《中国工程机械学报》 北大核心 2019年第5期407-412,418,共7页

针对传统3-RRR平面并联机械手在奇点位置需要致动力矩无限大,无法实现平滑轨迹跟踪的问题,提出平面3-PRRR冗余并联机械手构形,基于雅可比矩阵方法建立了机械手的致动力矩模型.为避免运动奇点,提出一种利用二进制编码遗传算法,实现运动... 针对传统3-RRR平面并联机械手在奇点位置需要致动力矩无限大,无法实现平滑轨迹跟踪的问题,提出平面3-PRRR冗余并联机械手构形,基于雅可比矩阵方法建立了机械手的致动力矩模型.为避免运动奇点,提出一种利用二进制编码遗传算法,实现运动冗余平面并联机构跟踪期望轨迹的最小驱动力矩的优化方法.通过数学软件Matlab/Simulink对直线运动轨迹的非冗余3-RRR机械手、1-DOKR、2-DOKR和3-DOKR冗余机械手进行仿真,并进行了对比分析.结果表明:在轨迹上通过奇异点时,冗余机械手的输出力矩为较低的有限值,其致动力矩远低于非冗余机械手,随着自由度的增大,致动力矩进一步减小,最小致动力矩仅为原来的5.7%,证明了运动冗余的有效性. 展开更多

关键词 运动冗余 平面并联机械手 遗传算法 致动力矩 3-PRRR

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3-HSS虚轴机床位置正解算法 被引量：3

10

作者 倪雁冰 王洋 +3 位作者 张玉敏 李亚 梅江平 黄田 《机械设计》 CSCD 北大核心 2000年第5期10-11,共2页

结合虚轴机床的结构特点 ,运用矢量法推导出了三平动自由度虚轴机床位置正解解析模型 ,解决了数控系统中位置显示、软限位设置问题。研究成果已成功地应用于一台并联机床样机的开发。

关键词 虚轴机床 并联机器人 位置正确算法

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3-RPC并联机构微运动分析及控制仿真 被引量：1

11

作者 陈健伟 朱大昌 +1 位作者 张荣兴 朱城伟 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第2期222-225,230,共5页

采用微运动法求解并联机构的Jacobian矩阵,可避免传统螺旋法解超越方程组的难题,且得到的矩阵是非奇异方阵。基于3-RPC并联机构模型,运用微运动法求解机构的Jacobian矩阵,将其作为控制系统的输入输出理论参考值。建立机构的Solid Works... 采用微运动法求解并联机构的Jacobian矩阵,可避免传统螺旋法解超越方程组的难题,且得到的矩阵是非奇异方阵。基于3-RPC并联机构模型,运用微运动法求解机构的Jacobian矩阵,将其作为控制系统的输入输出理论参考值。建立机构的Solid Works三维模型,并转化为Matlab/Sim Mechanics仿真分析模型。基于比例切换控制律设计滑模变结构控制器(SMC),采用Lyapunov函数证明SMC控制器的稳定性,分别建立PID控制器和SMC控制器的Matlab/Simulink系统框图并进行仿真分析与对比,结果表明:SMC控制器的轨迹跟踪精度比PID控制器的高,且响应速度快,鲁棒性强,从而验证了SMC控制的有效性。 展开更多

关键词 3-RPC并联机构 微运动分析 PID控制 SMC控制 MATLAB仿真

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3-DOF平面并联机器人的类型分析与运动学 被引量：1

12

作者 刘平安 方跃法 《机床与液压》 北大核心 2005年第9期14-16,共3页

根据3-DOF平面并联机器人过渡关节为转动关节或移动关节,推知其过渡(关节)变量为转动变量或移动变量,将其分为两种类型,即过渡变量为转动变量的第一类和过渡变量为移动变量的第二类平面并联机器人。并导出了各类型具有的标准运动学模型... 根据3-DOF平面并联机器人过渡关节为转动关节或移动关节,推知其过渡(关节)变量为转动变量或移动变量,将其分为两种类型,即过渡变量为转动变量的第一类和过渡变量为移动变量的第二类平面并联机器人。并导出了各类型具有的标准运动学模型及其解的结构。类型一的运动学正解为一元六次方程,最多有六组解;类型二的为一元二次方程,最多有两组解。反解运动学模型为一元二次方程或有惟一解。 展开更多

关键词 3-DOF平面并联机器人 机构分类 运动学 过渡关节变量

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纯转动型3-UPU并联机构工作空间分析 被引量：1

13

作者 梁伟文 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第7期836-839,882,共5页

详细讨论了纯转动型3-UPU并联机构的工作空间。文中首先分析了3-UPU并联机构的纯转动运动的条件;然后用动平台的法向量、绕该向量转动的角度和连杆长度来直观地定义并联机构的工作空间,并分析了该定义该机构运动的几何和非几何约束条件... 详细讨论了纯转动型3-UPU并联机构的工作空间。文中首先分析了3-UPU并联机构的纯转动运动的条件;然后用动平台的法向量、绕该向量转动的角度和连杆长度来直观地定义并联机构的工作空间,并分析了该定义该机构运动的几何和非几何约束条件,最后提出了纯转动3-UPU并联机构的工作空间搜寻算法,并利用M app le软件验证了该算法的有效性。本文研究的内容对3-UPU并联机构的可行性和优化设计有一定的作用。 展开更多

关键词 纯转动 3-UPU并联机构 工作空间

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3-3PS并联机构式双晶单色仪晶体箱调控装置

14

作者 曹冲振 于会涛 +2 位作者 马培荪 高雪官 王凤芹 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期220-223,共4页

针对目前双晶单色仪晶体箱调控装置的缺陷,提出了一种新型晶体箱调控装置,该装置采用3-3PS并联机构实现对晶体箱的6自由度位姿调节。详细分析了3-3PS并联机构的机构模型、自由度计算、位置逆解以及位姿调节分辨率,并对3-3PS并联机构式... 针对目前双晶单色仪晶体箱调控装置的缺陷,提出了一种新型晶体箱调控装置,该装置采用3-3PS并联机构实现对晶体箱的6自由度位姿调节。详细分析了3-3PS并联机构的机构模型、自由度计算、位置逆解以及位姿调节分辨率,并对3-3PS并联机构式晶体箱调控装置结构设计作了介绍。该装置应用于北京同步辐射装置扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)光束线双晶单色仪中,位置精度优于0.05 mm,姿态调节精度优于10 arcsec。 展开更多

关键词 3-3PS并联机构 双晶单色仪 晶体箱

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3-CPaRR解耦并联机构弹性动力学建模与分析 被引量：4

15

作者 王见 董虎 +3 位作者 王兆东 刘俊辰 李盼盼 曹毅 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期2167-2179,共13页

为研究支链柔性化对并联机构输出运动特性的影响,本文以3-CPaRR并联机构为对象,研究了支链柔性化对并联机构输出运动特性的影响。根据该并联机构的空间位置关系,研究了其运动学规律,证明了该机构的完全解耦特性;基于空间梁单元模型、有... 为研究支链柔性化对并联机构输出运动特性的影响,本文以3-CPaRR并联机构为对象,研究了支链柔性化对并联机构输出运动特性的影响。根据该并联机构的空间位置关系,研究了其运动学规律,证明了该机构的完全解耦特性;基于空间梁单元模型、有限元理论和Lagrange方程,充分考虑各支链的运动协调关系和动力学约束,分别建立了单支链柔性化条件下和三支链均柔性化条件下的3-CPaRR并联机构弹性动力学模型;为验证理论建模的正确性,基于Adams与Ansys软件对该并联机构展开了弹性动力学的联合仿真。最后,将数值计算结果与虚拟样机仿真结果进行了分析比较,结果表明,各支链在柔性化条件下产生的弹性变形对并联机构的输出运动特性产生了重要影响,同时也验证了该并联机构弹性动力学模型的正确性。 展开更多

关键词 3-CPaRR并联机构 解耦 弹性动力学 有限元 LAGRANGE方程

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基于SolidWorks & SimMechanics对3-UPU并联机器人运动学仿真及控制 被引量：3

16

作者 宋马军 陈健伟 +1 位作者 张荣兴 朱城伟 《机床与液压》 北大核心 2015年第21期13-18,共6页

基于螺旋理论,对3-UPU型并联机器人运动特性进行分析,运用SolidWorks软件建立机构模型,通过模型转换接口技术实现3-UPU型并联机器人SimMechanics可视化建模。并进行模糊PID控制系统设计,结合可视化模型实现3-UPU型并联机器人系统仿真。... 基于螺旋理论,对3-UPU型并联机器人运动特性进行分析,运用SolidWorks软件建立机构模型,通过模型转换接口技术实现3-UPU型并联机器人SimMechanics可视化建模。并进行模糊PID控制系统设计,结合可视化模型实现3-UPU型并联机器人系统仿真。通过与传统PID控制仿真对比研究表明:3-UPU型并联机器人模糊PID控制系统具有控制精度高、响应速度快、动态性能好等优点,为少自由度并联机器人的可视化和控制系统研究等方面奠定理论研究基础。 展开更多

关键词 螺旋理论 3-UPU型并联机器人 模型转换接口技术 可视化建模 模糊PID控制

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基于几何法的3-PCR平移并联分拣机器人工作空间研究 被引量：3

17

作者 商记中 陈安军 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第17期80-83,共4页

利用几何法,对3-PCR并联机器人运动学方程进行了分析。选取了一定的参数,在三维软件INVENT-OR里绘制出了相应的工作空间,通过分析单独支链的工作空间,最后确定了工作空间的包络面及包络线,并分析了该机构工作空间内的奇异性。

关键词 几何法 3-PCR平移并联分拣机器人 工作空间

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空间转动三自由度并联微调机构设计与运动学分析 被引量：12

18

作者 崔国华 王国强 +1 位作者 赵春江 高伟贤 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期144-148,共5页

根据并联机器人机构综合理论,设计了一种能实现重载情况下空间转动的三自由度并联微调机构,由运动平台、固定平台、驱动支链及从动支链组成,具有平衡稳定、承载能力强、位置精度高的特点。通过对该机构的运动学研究,求出其运动学位置逆... 根据并联机器人机构综合理论,设计了一种能实现重载情况下空间转动的三自由度并联微调机构,由运动平台、固定平台、驱动支链及从动支链组成,具有平衡稳定、承载能力强、位置精度高的特点。通过对该机构的运动学研究,求出其运动学位置逆解、正解及速度解。借助Matlab软件进行了运动学仿真分析,并提供了该并联机构在盾构管片拼装机上的应用实例,证明该并联机构可实现重载情况下空间微调精确定位。 展开更多

关键词 并联机构 三自由度 运动学分析 机构设计 管片拼装机

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三自由度并联机械手的目标定位和轨迹规划的设计与验证 被引量：11

19

作者 甄卓 刘朝英 +1 位作者 宋哲英 宋雪玲 《电光与控制》 北大核心 2016年第1期93-96,101,共5页

将机器视觉技术应用到三自由度并联机械手的目标定位中,建立了三自由度并联机械手位置逆解的数学模型。采用LabVIEW软件编写上位机程序,并运用Matlab软件对机械手轨迹规划的算法进行仿真,完整地模拟出了机械手完成抓取任务的整个工作过... 将机器视觉技术应用到三自由度并联机械手的目标定位中,建立了三自由度并联机械手位置逆解的数学模型。采用LabVIEW软件编写上位机程序,并运用Matlab软件对机械手轨迹规划的算法进行仿真,完整地模拟出了机械手完成抓取任务的整个工作过程。最后,完成了样机的制作,并对样机进行了测试。通过将实验数据与理论设计进行对比,可以有效地证明理论分析和模型建立的正确性,同时也进一步证明引入机器视觉技术可以提高并联机械手的智能化和定位的精准化。 展开更多

关键词 机器视觉 三自由度并联机械手 轨迹规划 LABVIEW

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立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的位姿运动学分析 被引量：12

20

作者 高峻岩 郑亚青 +1 位作者 林麒 刘雄伟 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期771-774,共4页

给出所设计的立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的模型;在该模型的竖直平面上对末端执行器进行了详尽的位姿运动学分析,提出了封闭矢量四边形法则在求解所有的不规则几何图形的位姿运动学逆解时都适用的观点.文中运用力矩平衡法确定其质... 给出所设计的立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的模型;在该模型的竖直平面上对末端执行器进行了详尽的位姿运动学分析,提出了封闭矢量四边形法则在求解所有的不规则几何图形的位姿运动学逆解时都适用的观点.文中运用力矩平衡法确定其质心位置的方法;又根据封闭矢量四边形法则,建立了运动学位姿逆解模型,利用Moore-Penrose逆求解运动学位姿正解;最后在所规划的椭圆轨迹下,采用Simulink仿真软件进行了末端执行器的运动轨迹和绳长变化规律的仿真.研究表明:在所规划椭圆轨迹下,所有绳长的变化是连续的;位姿运动学正逆解相互验证表明所采用的算法是正确且通用的. 展开更多

关键词 绳牵引并联机构 三自由度 运动学

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