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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
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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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Synchronous tracking control of 6-DOF hydraulic parallel manipulator using cascade control method 被引量:7
2
作者 皮阳军 王宣银 顾曦 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2011年第5期1554-1562,共9页
The synchronous tracking control problem of a hydraulic parallel manipulator with six degrees of freedom (DOF) is complicated since the inclusion of hydraulic elements increases the order of the system.To solve this p... The synchronous tracking control problem of a hydraulic parallel manipulator with six degrees of freedom (DOF) is complicated since the inclusion of hydraulic elements increases the order of the system.To solve this problem,cascade control method with an inner/outer-loop control structure is used,which masks the hydraulic dynamics with the inner-loop so that the designed controller takes into account of both the mechanical dynamics and the hydraulic dynamics of the manipulator.Furthermore,a cross-coupling control approach is introduced to the synchronous tracking control of the manipulator.The position synchronization error is developed by considering motion synchronization between each actuator joint and its adjacent ones based on the synchronous goal.Then,with the feedback of both position error and synchronization error,the tracking is proven to guarantee that both the position errors and synchronization errors asymptotically converge to zero.Moreover,the effectiveness of the proposed approach is verified by the experimental results performed with a 6-DOF hydraulic parallel manipulator. 展开更多
关键词 synchronization error CROSS-COUPLING cascade control hydraulic dynamics parallel manipulator degree of freedom
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新型3-DOF 1T2R并联机构的运动学分析与尺度优化 被引量:2
3
作者 李兴瑞 龙有强 姜峰 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第10期1806-1815,共10页
移动和转动混合运动的并联机构具有很高的研究和应用价值。基于转移混合输出运动的机构适用范围广,但该类机构的设计比较困难。为了研发和推广转移混合运动的1T2R并联机构,基于平面五杆机构和一条无约束支链,设计了一种一平移两转动(1T... 移动和转动混合运动的并联机构具有很高的研究和应用价值。基于转移混合输出运动的机构适用范围广,但该类机构的设计比较困难。为了研发和推广转移混合运动的1T2R并联机构,基于平面五杆机构和一条无约束支链,设计了一种一平移两转动(1T2R)的并联机构。首先,根据方位特征(POC)方程对机构进行了拓扑结构分析,并计算了该机构的自由度;然后,对该并联机构进行了运动学建模,推导了其位置正反解的解析表达式,并基于雅可比矩阵分析了机构的奇异性,利用三维离散搜索法计算了机构的工作空间,给出了机构在工作空间中的灵巧度分布情况;最后,利用粒子群算法(PSO)对机构的工作空间和灵巧度进行了双重优化,同时探讨了无约束支链的布置角φ对机构工作空间和灵巧度的影响。研究结果表明:所设计的1T2R并联机构结构简单,具有位置解析解;优化后的机构的工作空间和灵巧度分别提升了93.47%,203.42%;当无约束支链的驱动方向与平面(2P-3R)机构垂直布置时,能够获得更好的运动性能。该结果为3-DOF 1T2R机构的实际应用奠定了理论基础。 展开更多
关键词 五杆机构 自由度验算 并联机构 运动学位置分析 奇异性分析 工作空间 灵巧度分析 机构尺度综合优化
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5-DOF混联机器人设计与运动学分析 被引量:1
4
作者 李岸 杨雪 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第5期51-54,59,共5页
针对现有2R1T并联机构并不能很好地满足航空航天工业制孔稳定性的问题,设计了一种全新的两转一移并联机构3SPU-PU,并基于此并联机构设计了2-DOF转头,构造了5-DOF混联机器人,可用于某型飞机座舱盖制孔。首先,利用修正的G-K公式计算了3SPU... 针对现有2R1T并联机构并不能很好地满足航空航天工业制孔稳定性的问题,设计了一种全新的两转一移并联机构3SPU-PU,并基于此并联机构设计了2-DOF转头,构造了5-DOF混联机器人,可用于某型飞机座舱盖制孔。首先,利用修正的G-K公式计算了3SPU-PU并联机构的自由度;其次,利用子结构综合的方法对所设计的五自由度混联机器人进行了逆运动学分析;运用ADAMS仿真分析与MATLAB理论计算对运动学分析理论模型进行了验证;最后,利用有限元分析方法对混联机器人进行了静力学分析。结果表明,所设计的混联机器人刚度大、质量轻,能更好地满足制孔稳定性的需求,研究结果也为混联机器人的样机研制、动力学分析及实时控制打下了理论基础。 展开更多
关键词 3SPU-PU并联机构 运动学分析 自由度 有限元分析
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一种并联机器人机构工作空间的优化研究
5
作者 张家祥 刘明东 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期267-273,共7页
本研究提出了一种四自由度并联机器人机构模型,具备几何对称、简单运动学特性以及可在直线导轨上无限扩展的平移工作空间。采用投影法进行对并联机器人的位移进行分析,采用闭环向量法分析并联机器人的瞬时运动学特性。在雅可比矩阵的基... 本研究提出了一种四自由度并联机器人机构模型,具备几何对称、简单运动学特性以及可在直线导轨上无限扩展的平移工作空间。采用投影法进行对并联机器人的位移进行分析,采用闭环向量法分析并联机器人的瞬时运动学特性。在雅可比矩阵的基础上,研究了并联机器人各个典型构型。此外,对带偏置角的并联机器人局部奇异特性进行了分析。基于工作空间分析,建立了以机构最大占用面积为目标函数的优化模型,提出了优化模型的遗传算法,对并联机器人的结构参数进行了优化,实现了并联机器人可达的最大工作空间。 展开更多
关键词 并联机器人 四自由度 运动特性 特性优化
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多约束条件下移动机械手基座位置布局研究
6
作者 杨亚莉 窦忠宇 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期325-330,共6页
移动机械手具有良好的机动性和灵活性,在大型复杂零件的加工中具有广阔的应用前景。为了充分利用机器人的加工能力,设计了移动机械手加工过程中的基座位置布局。首先根据六自由度机械手的运动姿态,考虑了机械手工作过程中的关节角度以... 移动机械手具有良好的机动性和灵活性,在大型复杂零件的加工中具有广阔的应用前景。为了充分利用机器人的加工能力,设计了移动机械手加工过程中的基座位置布局。首先根据六自由度机械手的运动姿态,考虑了机械手工作过程中的关节角度以及奇异性问题,在此基础上建立了相应的运动和刚度评价指标,分析了机械手在多约束条件下的运动特性。为寻找模型的最优解,采用了序列二次规划(SQP)方法进行了模型求解。最后为验证模型和算法的有效性,通过实验对所提六自由度机械的基座位置优化方法进行了验证。 展开更多
关键词 六自由度机械手 多约束 基座布局 运动特能 序列二次规划
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一种新颖的变载荷平衡机构设计及在多自由度机械臂上应用测试 被引量:1
7
作者 崔可可 王强 《机床与液压》 北大核心 2025年第6期40-48,共9页
针对机械装置运行中面临末端载荷不断变化的问题,提出一种可以有效缓解载荷效应对装置造成影响的变载荷平衡机构设计。该机构由齿轮组、拉伸弹簧、旋转连杆、曲柄等零件组成,可以在尾端载荷发生变化时保持机构整体平衡状态。通过理论计... 针对机械装置运行中面临末端载荷不断变化的问题,提出一种可以有效缓解载荷效应对装置造成影响的变载荷平衡机构设计。该机构由齿轮组、拉伸弹簧、旋转连杆、曲柄等零件组成,可以在尾端载荷发生变化时保持机构整体平衡状态。通过理论计算对机构设计实现平衡原理进行分析;然后通过MSC Adams软件对平衡机构进行仿真模拟,并通过3D打印技术搭建原型样机,开展实验测试,证明机构设计的可行性与实现功能的有效性;最后将该机构搭载在一款多自由度机械臂上,通过一系列取放操作,使机械臂末端峰值扭矩降低约90%,在改善机械臂平衡能力的同时,证明了该平衡机构可以有效缓解机械装置末端载荷效应对装置的不良影响。 展开更多
关键词 变载荷平衡机构 末端载荷 MSC Adams软件 多自由度机械臂
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新型可变形串联管道检测机器人:设计、建模及实验
8
作者 张益鑫 苗忆南 +4 位作者 易智恒 万文静 王兴坚 曾松 王少萍 《中国机械工程》 北大核心 2025年第9期2140-2149,共10页
面向油-气管道日常维护和检测的重大需求,提出了一种具有自适应变形能力的模块化管道检测机器人RoboChain-Ⅰ。与多数轮式管道机器人不同,该机器人采用细胞启发的模块化仿生设计,具备更灵活的关节冗余转动自由度,可根据管道形状及管径... 面向油-气管道日常维护和检测的重大需求,提出了一种具有自适应变形能力的模块化管道检测机器人RoboChain-Ⅰ。与多数轮式管道机器人不同,该机器人采用细胞启发的模块化仿生设计,具备更灵活的关节冗余转动自由度,可根据管道形状及管径变化主动变形。单体模块采用双轮独立驱动,前后各设置一对俯仰、偏航作动机构,模块间由可被动伸缩的弹簧阻尼支撑结构或可控电磁吸附分离的刚性结构连接,提高了机器人复杂管道通过能力和适应性。对机器人管道内运动受力进行建模,利用Adams实现其运动学仿真,对模型设计参数选择进行了验证。最终,RoboChain-Ⅰ完成了地面、直管、弯管、变径管道及整机子母主动分离的通过实验,验证了机器人在175~440 mm管径范围内实现三维复杂管网检测作业的有效性和可靠性,最大运动速度达0.87 m/s(地面)与0.4 m/s(管内)。 展开更多
关键词 管道检测 可变形机器人 冗余自由度 运动控制 模块化设计
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3-DOF转动柔索驱动风洞机构的力雅可比矩阵 被引量:8
9
作者 姚裕 吴洪涛 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期75-78,共4页
简要概述了柔索牵引并联机器人在国内外的研究和发展现状,提出一种新颖的基于5根柔索牵引并联机器人的三自由度转动角度机构及测力一体化风洞试验装置。应用并联机构基本理论研究了机构的运动学逆解。依据空间解析几何理论,直接推导出... 简要概述了柔索牵引并联机器人在国内外的研究和发展现状,提出一种新颖的基于5根柔索牵引并联机器人的三自由度转动角度机构及测力一体化风洞试验装置。应用并联机构基本理论研究了机构的运动学逆解。依据空间解析几何理论,直接推导出在各柔索安装单分量力传感器时模型的感、测力变换雅可比矩阵。最后给出了数值算例,验证了该装置应用于风洞测力试验的有效性,为该测力装置应用于风洞试验奠定了基础。 展开更多
关键词 3-Dof转动 柔索驱动并联机构 风洞 运动学逆解 力雅可比矩阵
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基于磁流变技术的五自由度机械臂搭建及关键技术研究
10
作者 叶美桃 范英 《机床与液压》 北大核心 2025年第11期99-106,共8页
基于磁流变技术在机器人技术领域的优异性能,设计一款融合磁流变离合器(MRC)的五自由度机械臂。该机械臂采用一种创新的组合式传动模式,通过单个无刷直流电机及MRC配合使用便能完成系统所有关节独立、同步驱动,在减少系统复杂性和成本... 基于磁流变技术在机器人技术领域的优异性能,设计一款融合磁流变离合器(MRC)的五自由度机械臂。该机械臂采用一种创新的组合式传动模式,通过单个无刷直流电机及MRC配合使用便能完成系统所有关节独立、同步驱动,在减少系统复杂性和成本同时实现了机械臂系统的高效动力传输。对机械臂系统的运动学理论进行分析,建立输入输出速度和扭矩的耦合模型,并提出通过限制电机输出动能的方式来实现人机安全交互的控制策略;随后详述系统设计过程中的3种初始方案并对各方案优缺点展开分析;然后依据最优方案搭建机械臂系统并进行系统工作空间分析,证明其比人类手臂具有更大的操作范围和关节角度。最后进行了理论模型模拟实验与实际角速度测试实验。通过模拟实验分析了关节1、2、3的MRC输入角速度变化情况以及制约条件,且与后续开展的实际测试结果几乎完全吻合,进一步验证了基于磁流变技术的机械臂系统的可行性。 展开更多
关键词 磁流变技术 五自由度机械臂 传动模式
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温室对靶喷施机器人绳驱并联机构的运动学分析与仿真
11
作者 王怡旎 赵栋杰 +2 位作者 石有圣 柳长进 李洪凯 《农机化研究》 北大核心 2025年第11期258-265,共8页
为满足中小型塑料温室大棚作物自动对靶施肥施药的作业需求,设计了一种3自由度绳驱并联对靶喷施机器人。首先,描述了其机构特征,建立运动学模型;其次,根据闭环矢量法构建绳索长度的运动学方程,使其能够精准描述绳索在不同位置下的长度变... 为满足中小型塑料温室大棚作物自动对靶施肥施药的作业需求,设计了一种3自由度绳驱并联对靶喷施机器人。首先,描述了其机构特征,建立运动学模型;其次,根据闭环矢量法构建绳索长度的运动学方程,使其能够精准描述绳索在不同位置下的长度变化,基于差分进化算法对正运动学进行数值求解,对其进行位置正、逆解分析,确保机器人在不同作业条件下的精准定位,并通过5组随机生成的具体算例对正、逆解分析结果进行了初步验证;最后,构建了机构的数值仿真模型,分别对温室对靶喷施作业中3种作业情况进行模拟,结果表明,位置理论分析结果可信,3自由度绳驱并联机构各绳索可协调运动且运动轨迹稳定。研究不仅为深入研究机器人动力学、工作空间和运动控制等问题提供了理论依据,也为机器人的实际应用奠定了基础。 展开更多
关键词 机器人 对靶喷施 并联机构 3自由度 绳驱动 差分进化算法 建模 仿真分析
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三自由度缆绳驱动并联机器人设计及旋转性能测试
12
作者 李冉 王金婉 薛峰 《机电工程》 北大核心 2025年第5期955-965,共11页
针对传统缆绳机器人旋转工作空间有限、旋转控制难度大等问题,基于一款三自由度缆绳驱动并联机器人,开展了系统的设计、建模、样机制作与测试研究。首先,该机器人由4根缆绳进行控制,其主体由嵌入式滑轮机构移动平台以及一个传动模块组成... 针对传统缆绳机器人旋转工作空间有限、旋转控制难度大等问题,基于一款三自由度缆绳驱动并联机器人,开展了系统的设计、建模、样机制作与测试研究。首先,该机器人由4根缆绳进行控制,其主体由嵌入式滑轮机构移动平台以及一个传动模块组成,完成了移动平台、缆绳回路和转动模块的设计工作,实现了机器人较大的平移工作空间以及旋转稳定性目标;然后,分析了该机器人的结构设计方案,设立了坐标参数,并开展了机器人的动力学模型及正、逆运动学的数学论证分析,针对该机器人的工作空间展开了分析,寻找当工作空间最大化时控制缆绳的最佳布局方案;最后,为评估研制的机器人在工作期间的旋转控制性能,设计了样机并进行了实验验证,对两台机器人样机进行了移动测试,令其分别沿两条不同路径的轨迹进行移动,并对结果进行了分析。研究结果表明:机器人旋转控制效果明显改善,在两次实验中围绕z_(b)轴的旋转角度稳定,误差约在±1°以内,进一步验证了该机器人设计方案的可行性和有效性。 展开更多
关键词 缆绳机器人 工作空间 旋转控制 多自由度 移动平台 传动模块
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考虑关节限位的捡球机械臂平滑运动减振控制
13
作者 张宗 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期171-177,183,共8页
捡球机械臂在接近关节限位时会产生剧烈的振动,严重影响了捡球机械臂的运动精度和稳定性。为了确保捡球机械臂在不会超出关节限位的前提下实现捡球机械臂的平滑运动并减少振动,提出一种考虑关节限位的捡球机械臂平滑运动减振控制技术。... 捡球机械臂在接近关节限位时会产生剧烈的振动,严重影响了捡球机械臂的运动精度和稳定性。为了确保捡球机械臂在不会超出关节限位的前提下实现捡球机械臂的平滑运动并减少振动,提出一种考虑关节限位的捡球机械臂平滑运动减振控制技术。考虑机械臂系统的动力学特性,根据D-H坐标下的捡球机械臂各关节参数,分别进行正、逆运动学求解,进而使用优化函数保证机械臂空间状态运动振动变化量和优化函数梯度的方向一致,以获得合理的关节限位设置。然而,过于严格的关节限位调整会使机械臂处于异常空间状态,对机械臂的运动范围和姿态控制产生影响,使机械臂在正常运动时出现发生牵引、扭曲或抖动等异常的空间状态和振动。由此对捡球机械臂进行外部控制和内部控制。外部控制通过直接调整电机驱动器的输出,调整关节的角度和速度,使机械臂的姿态保持稳定,确保末端执行器能够准确地到达目标位置。内部控制利用状态空间方法全面描述系统内部状态,实时监测机械臂的状态,并根据当前状态调整控制信号。并根据关节限位建立机械臂关节旋转条件约束,结合关节限位引起的阻尼力优化输入输出,保持机械臂的稳定运动,实现捡球机械臂平滑运动减振控制。实验结果表明,所提方法减振振动控制精度高,运动轨迹平滑,且系统响应时间极短,具有良好的控制效果。 展开更多
关键词 捡球机器人 七自由度机械臂 平滑运动 减振控制 弹性形变 关节限位
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一种含子闭环并联机构的四自由度并联机构及尺度优化
14
作者 唐博文 邵华 冯洋洋 《机床与液压》 北大核心 2025年第15期9-16,共8页
四自由度并联机构作为一类典型并联机构,其构型设计创新及运动学性能提升是值得探讨的问题。针对这两点,提出一种由两级组成的3T1R四自由度并联机构,其中第一级为两个对称竖直放置的P-Pa-RRR两自由度平面并联机构;第二级中每个第一级机... 四自由度并联机构作为一类典型并联机构,其构型设计创新及运动学性能提升是值得探讨的问题。针对这两点,提出一种由两级组成的3T1R四自由度并联机构,其中第一级为两个对称竖直放置的P-Pa-RRR两自由度平面并联机构;第二级中每个第一级机构的末端通过一个(SR)2支链与动平台两端相连,从而实现X、Y、Z三维平动以及绕Y轴旋转。利用机构在Y、Z方向解耦的特点,通过几何分析和闭环矢量法对机构进行运动学分析,得到机构的位置解析解。采用力/运动传递指标对机构进行尺度参数优化,针对机构参数较多的问题,提出分级优化的方法,将第一级P-Pa-RRR并联机构作为第一级优化目标,第二级2-(SR)2机构作为第二级优化目标。该方法有效提高了优化过程中的计算效率。最后,对优化结果进行展示与分析。通过与预设的一组机构杆长参数的运动学性能进行对比发现,优化后机构末端的运动性能传递得到较大提高。 展开更多
关键词 并联机构 子闭环 运动/力传递性能 尺度优化 四自由度
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基于内外嵌套并联机构的6自由度多姿态3D打印机设计与分析
15
作者 程瑶 许文斌 刘云阳 《机械设计》 北大核心 2025年第1期62-69,共8页
针对目前熔融沉积(FDM)型3D打印机无法实现多姿态打印的问题,文中设计了一种基于内外嵌套并联机构的6自由度多姿态3D打印机,并对其进行运动学分析。该3D打印机以内嵌套(3-PSSSS)和外嵌套(3-PRS)并联机构为主体,末端执行器在内并联机构... 针对目前熔融沉积(FDM)型3D打印机无法实现多姿态打印的问题,文中设计了一种基于内外嵌套并联机构的6自由度多姿态3D打印机,并对其进行运动学分析。该3D打印机以内嵌套(3-PSSSS)和外嵌套(3-PRS)并联机构为主体,末端执行器在内并联机构直接控制和外并联机构间接控制下实现多姿态打印。基于螺旋理论,分别分析内外并联机构的自由度,再整合分析内外嵌套并联机构的自由度,验证其具有四平动二转动的6自由度运动特性。利用解析矢量法建立并联机构的逆解运动学模型,并对支链运动进行分析,阐明了驱动移动副对支链连杆和下动平台的作用;利用运动学仿真分析软件进行仿真,通过分析仿真中下动平台标记点的轨迹和运动学数据,验证了该机构应用于3D打印机多姿态打印方案的可行性。内外嵌套并联机构具有多姿态转角和良好运动学特性,解决了3D打印机多姿态打印的问题,为基于嵌套并联机构的3D打印机多姿态打印问题提供了一种可行的方案。 展开更多
关键词 内外嵌套并联机构 6自由度 运动学模型 多姿态3D打印机
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基于绳牵引并联支撑的风洞复杂动态试验技术研究进展
16
作者 王晓光 林麒 《厦门大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期213-224,276,共13页
[背景]新一代先进战斗机的研制更加强调高机动性、高敏捷性,要求飞行器具有良好的大迎角过失速机动能力,需要掌握复杂机动过程伴随的飞行器机体的大面积流动非对称性/分离、旋涡破裂、多涡系结构等复杂现象和规律,这对风洞复杂动态试验... [背景]新一代先进战斗机的研制更加强调高机动性、高敏捷性,要求飞行器具有良好的大迎角过失速机动能力,需要掌握复杂机动过程伴随的飞行器机体的大面积流动非对称性/分离、旋涡破裂、多涡系结构等复杂现象和规律,这对风洞复杂动态试验能力提出了高的要求.绳牵引并联支撑是基于机器人技术的一种新型机构,具有刚度较大,动态性能良好等优点,为风洞试验提供了一种新的手段.[进展]本文首先简要论述已有基于传统硬式支撑方式的动态风洞试验能力;然后针对新型的绳牵引并联支撑,分析国外在风洞试验中的应用研究现状,并通过梳理关键技术问题,重点阐述本研究团队近年来在组合动导数、大迎角、旋转弹箭、多自由度耦合等复杂动态气动力风洞试验研究中取得的相关进展.[展望]最后指出绳牵引并联支撑可以通过加强布局优化设计和智能化控制,进一步提高支撑系统的综合性能;并结合流场测量等手段,进一步提升其在风洞动态试验中的能力.上述总结与分析可为绳牵引并联支撑技术在风洞试验中的工程应用提供一定的理论指导与技术支撑. 展开更多
关键词 风洞试验 绳牵引并联支撑 大迎角 动态 多自由度耦合 智能化
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一种工业六自由度机械臂结构设计
17
作者 何慧敏 王月 李江 《农业装备与车辆工程》 2025年第8期71-75,86,共6页
针对工业自动化生产需求,设计了一种关节型六自由度机械臂结构。首先,通过机械臂工作时的相关参数及工作需求确定各关节处的传动方案;其次,通过计算机械臂最大负载、零负载时各关节处的转动惯量比,以及最大负载力矩等参数确定各关节处... 针对工业自动化生产需求,设计了一种关节型六自由度机械臂结构。首先,通过机械臂工作时的相关参数及工作需求确定各关节处的传动方案;其次,通过计算机械臂最大负载、零负载时各关节处的转动惯量比,以及最大负载力矩等参数确定各关节处的电机及减速器选型;最后,运用SolidWorks软件仿真建模,进行各关节碰撞干涉检验及静应力校核,验证了该设计的可行性。 展开更多
关键词 六自由度 机械臂 关节型
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凿岩机械臂逆运动学解流形分析及优化
18
作者 张道德 何嘉懿 王君明 《机床与液压》 北大核心 2024年第21期28-34,51,共8页
针对一款位姿强耦合的七自由度凿岩机械臂,提出一种基于旋量理论和微分流形理论的逆运动学求解算法。利用Paden-Kahan子问题和几何法得到该冗余机械臂的全部逆解。由于冗余关节的存在,通过末端执行器所需位姿进行求解可以得到无穷组关... 针对一款位姿强耦合的七自由度凿岩机械臂,提出一种基于旋量理论和微分流形理论的逆运动学求解算法。利用Paden-Kahan子问题和几何法得到该冗余机械臂的全部逆解。由于冗余关节的存在,通过末端执行器所需位姿进行求解可以得到无穷组关节逆解,其呈现出光滑流形结构,根据自运动流形的特点,将其分别映射到位置关节空间和姿态关节空间。随后根据实际作业需要,建立多目标优化泛函,对机械臂的解空间进行优化,得到优化解流形。最后针对优化解流形的一组关节逆解进行五次多项式轨迹规划。结果表明:选取的最优解使凿岩机械臂在整个定位过程中运动稳定,位姿误差较小,从而验证了逆运动学解法和优化流形的正确性。 展开更多
关键词 凿岩机器人 冗余自由度 Paden-Kahan子问题 运动学逆解 流形
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面向狭长空间的三自由度并联机器人设计与建模 被引量:5
19
作者 徐冬梅 刘湘龙 +3 位作者 于思淼 徐超 杨帆 曹雏清 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期426-435,共10页
并联机器人因具有刚度大、结构稳定、承载能力大和运动负荷小等优点,在农业和工业等领域得到了广泛的应用。现有大部分并联机器人因支链呈空间对称分布,难以进入狭长空间工作。因此,针对狭长的工作环境,提出了一种新型三自由度并联结构... 并联机器人因具有刚度大、结构稳定、承载能力大和运动负荷小等优点,在农业和工业等领域得到了广泛的应用。现有大部分并联机器人因支链呈空间对称分布,难以进入狭长空间工作。因此,针对狭长的工作环境,提出了一种新型三自由度并联结构,该机构整体沿一条直线导轨方向布置,减少了垂直于导轨方向的宽度,使之易于放入狭窄的空间内,同时能拥有较大工作空间,并实现3个自由度上的平动运动。通过G-K公式计算机构自由度;验证了该并联机器人设计的合理性;对平台进行了运动学和动力学分析;并根据遗传算法分析其奇异性;通过解析法对机构工作空间进行了分析。研究成果为三自由度并联机器人进入狭长空间工作提供了新的思路与构型。 展开更多
关键词 并联机器人 三自由度 运动学 动力学 狭长空间
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体感交互式智能型机械臂实验教学平台开发 被引量:3
20
作者 郑志安 尹诗荀 +3 位作者 朱俊杰 陈爱斌 李建军 高翔 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第1期40-44,129,共6页
针对传统机械臂成本高、操作难度大及人机交互受限等弊端,设计了一种以体感交互技术为媒介,兼具通用性强且便于携带的体感机械臂实验教学平台。该平台以ARM+人体姿态传感器+5个舵机+通信模块为核心,构建了五自由度智能机械臂架构;系统... 针对传统机械臂成本高、操作难度大及人机交互受限等弊端,设计了一种以体感交互技术为媒介,兼具通用性强且便于携带的体感机械臂实验教学平台。该平台以ARM+人体姿态传感器+5个舵机+通信模块为核心,构建了五自由度智能机械臂架构;系统分为控制端和执行端,控制端通过人体姿态传感器采集并解析人体手臂姿态信息,执行端根据控制端采集到的信息驱动舵机完成机械臂跟随人体手臂姿态的对应操作。该教学平台已应用于“机器人课程设计”实验教学中,能满足学生综合运用传感器检测技术、嵌入式系统开发等实验需求。 展开更多
关键词 机械臂 体感交互技术 人体姿态传感器 自由度
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