新型三平移并联机器人机构动力分析与动态仿真 被引量：39

1

作者 马履中 尹小琴 杨廷力 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期80-83,共4页

分析了一种新型 3{ R∥ R∥ C}型三平移并联机器人机构的动力学特性 ,并在 ADAMS上建立仿真运动模型 ,获得了有关运动学及动力学特性曲线 。

关键词 三平移并联机器人机构 运动学 动力学 动态仿真

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新型3{R∥R∥C}三平移并联机器人机构的特殊位形分析 被引量：24

2

作者 马履中 尹小琴 杨廷力 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2002年第2期43-45,共3页

分析了一新型 3{R∥R∥C}三平移并联机器人机构的特殊位形 文章先从分析该机器人动平台的平衡情况着手 ,采用旋量及运动影响系数矩阵方法 ,推导了机构出现特殊位形的判别矩阵公式 ,由此得出了该并联机器人机构出现特殊位形的条件 由... 分析了一新型 3{R∥R∥C}三平移并联机器人机构的特殊位形 文章先从分析该机器人动平台的平衡情况着手 ,采用旋量及运动影响系数矩阵方法 ,推导了机构出现特殊位形的判别矩阵公式 ,由此得出了该并联机器人机构出现特殊位形的条件 由分析可知 ,该特殊位形条件只包含了机构的方位角而不含任何几何尺寸 ,故此三平移并联机器人机构属只含位置奇异而无几何尺寸奇异形的机构 论文还在大型机械动态分析ADAMS软件上建立了仿真模型 ,由此验证了分析的正确性 展开更多

关键词 并联机器人 特殊位形 三平移并联机构

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一类新型三平移并联机器人机构的位置分析 被引量：24

3

作者 金琼 杨廷力 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期33-38,共6页

分析了一类新型三平移并联机器人机构 ,求得其正逆运动位置的解析解 .较之已有的三平移并联机构 ,此类机构不仅位置分析解数低 ,求解容易 ,而且正解还具有一定解耦性 .机构运动的解耦性与机构的拓扑结构、尺度型、主动副的选择等多种因... 分析了一类新型三平移并联机器人机构 ,求得其正逆运动位置的解析解 .较之已有的三平移并联机构 ,此类机构不仅位置分析解数低 ,求解容易 ,而且正解还具有一定解耦性 .机构运动的解耦性与机构的拓扑结构、尺度型、主动副的选择等多种因素有关 .本文研究的新机构采用特殊的几何配置极好地解决了并联机构多支路对称布置时不利于解耦、易多出非独立输出运动项的弊端 .同时 ,发现C ,P副的采用可降低运动求解特征数 (方次 ) ,而将C副中的线性移动作为主动输入时其解耦程度优于将旋转运动作为主动输入 .机构运动的解耦性为并联机器人的实时控制与规划提供了有利基础 . 展开更多

关键词 三平移并联机器人机构 正逆解 解耦性 位置分析 机构运动

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一种三平移并联机器人运动学分析 被引量：8

4

作者 艾永强 马履中 《机械设计》 CSCD 北大核心 2005年第11期19-22,共4页

通过对(C//R//R)⊥(C//R//R)⊥(C//R//R)机构3条支路的特殊配置从而获得一种完全解耦的并联机构,并使用螺旋理论分析了这种并联机构的机构组成原理,计算了这种并联机构的自由度,判断了机构的主动副位置,并调用仿真软件模拟,进行了自由... 通过对(C//R//R)⊥(C//R//R)⊥(C//R//R)机构3条支路的特殊配置从而获得一种完全解耦的并联机构,并使用螺旋理论分析了这种并联机构的机构组成原理,计算了这种并联机构的自由度,判断了机构的主动副位置,并调用仿真软件模拟,进行了自由度的验证,最后对该并联机构进行了位置分析、速度和加速度分析。 展开更多

关键词 并联机器人 三平移 螺旋理论 运动学分析

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一种新型低耦合度非全对称三平移一转动并联机械手及其运动学分析 被引量：10

5

作者 沈惠平 邵国为 +2 位作者 邓嘉鸣 孟庆梅 杨廷力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第19期2289-2299,共11页

根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论和方法,分析了一种可实现三平移一转动输出运动的新型低耦合度的非全对称四自由度并联机械手2-RPaRSS,并完成其运动学建模与分析。首先,分析计算出该机构的耦合度(κ=1),给出了基于序... 根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论和方法,分析了一种可实现三平移一转动输出运动的新型低耦合度的非全对称四自由度并联机械手2-RPaRSS,并完成其运动学建模与分析。首先,分析计算出该机构的耦合度(κ=1),给出了基于序单开链(SOC)的机构位置正解的建模方法及其数值解;其次,通过导出机构位置反解及算例,验证了正反解求解的正确性;再次,分析了该机构位置工作空间的形状大小及工作空间Z向各截面形状;然后,对机构的奇异位形进行了分析,得到其发生三类奇异的条件;最后,设计了该机械手样机的三维CAD模型。研究结果表明,2-RPaRSS机械手比H4、I4R、Cross-Ⅳ结构简单,且具有更大的工作空间和更好的动平台转动能力。 展开更多

关键词 非全对称并联机构 方位特征方程 耦合度 三平移一转动 正向位置

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一种新型半对称三平移一转动(3T1R)并联操作手的运动学研究 被引量：7

6

作者 孙驰宇 沈惠平 +1 位作者 袁军堂 杨廷力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期638-647,共10页

基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论与方法,提出了一种能实现三平移一转动(3T1R)的2RRPaR+2RSS并联操作手机构。对该机构进行了结构特性分析,计算了其自由度及POC集,并得出其耦合度为2;依据该机构的结构特性及几何约束条... 基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论与方法,提出了一种能实现三平移一转动(3T1R)的2RRPaR+2RSS并联操作手机构。对该机构进行了结构特性分析,计算了其自由度及POC集,并得出其耦合度为2;依据该机构的结构特性及几何约束条件,采用二维搜索法对该机构的位置正解进行了求解,推导出了其位置逆解,并验证了位置正逆解的正确性;基于该机构的逆解公式,计算出其三维工作空间,并得到了一组Z向不同截面的切片形状,同时对Z=1000 mm截面处的转动能力进行了分析;最后,基于雅可比矩阵对机构奇异位形进行了分析。研究结果表明:所提2RRPaR+2RSS机构在与H4机构主要尺寸参数相同的情况下,其工作性能总体优于H4机构。与H4机构相比,所提机构的工作空间增加了27.87%,其转动能力提高了4.35%。 展开更多

关键词 并联操作手 方位特征集 运动学 三平移一转动 数值法

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一种非全对称低耦合度三平移一转动并联机构的设计及其运动学 被引量：3

7

作者 沈惠平 许可 +1 位作者 杨廷力 邵国为 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期166-176,共11页

提出一种非全对称的三平移一转动(3T1R)的并联机构,并对其进行拓扑特性分析,发现其耦合度κ较大(κ=2),这表明其位置正解求解复杂。为此,对该机构进行拓扑结构降耦设计,得到一种低耦合度(κ=1)但基本功能(动平台输出方位特征和自由度)... 提出一种非全对称的三平移一转动(3T1R)的并联机构,并对其进行拓扑特性分析,发现其耦合度κ较大(κ=2),这表明其位置正解求解复杂。为此,对该机构进行拓扑结构降耦设计,得到一种低耦合度(κ=1)但基本功能(动平台输出方位特征和自由度)不变的降耦机构;然后,根据基于序单开链的机构运动学建模原理,给出了该降耦机构位置正解的一维搜索求解算法及其数值解;通过导出的位置反解公式,对该降耦机构的工作空间、转动能力和奇异性进行了分析。该降耦机构结构简单、制造容易、工作空间大、转动能力强。 展开更多

关键词 并联机构 三平移一转动 耦合度 结构降耦 特性分析

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方位特征集法在三平移并联机构型综合中的应用 被引量：5

8

作者 余同柱 沈惠平 +3 位作者 邓嘉鸣 孟庆梅 朱伟 杨廷力 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第8期48-54,共7页

应用基于方位特征集的机构拓扑结构设计理论与方法,综合了26种三平移零转动的并联机器人机构拓扑结构,其中19种为首次综合出的新机型,并对它们进行了分类。该方法适用于无过约束机构和一般过约束机构的拓扑结构设计,不仅所用数学方法简... 应用基于方位特征集的机构拓扑结构设计理论与方法,综合了26种三平移零转动的并联机器人机构拓扑结构,其中19种为首次综合出的新机型,并对它们进行了分类。该方法适用于无过约束机构和一般过约束机构的拓扑结构设计,不仅所用数学方法简单,几何与物理意义明确,而且综合所得机构的存在几何条件具有一般性。 展开更多

关键词 方位特征集 并联机构 三平移零转动 型综合

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基于方位特征集的两平移两转动并联机构拓扑结构综合与分类 被引量：3

9

作者 罗玉峰 姚伟科 +3 位作者 石志新 陈超 刘卓 江冬艳 《机床与液压》 北大核心 2011年第3期22-25,共4页

基于方位特征集(POC)的并联机器人结构综合的一般方法,全面系统地对两平移两转动的并联机器人机构进行了结构综合,先对包含有两平移两转动输出的单开链支路进行综合,然后按单开链支路类型对设计的两平移两转动并联机器人进行分类,得到... 基于方位特征集(POC)的并联机器人结构综合的一般方法,全面系统地对两平移两转动的并联机器人机构进行了结构综合,先对包含有两平移两转动输出的单开链支路进行综合,然后按单开链支路类型对设计的两平移两转动并联机器人进行分类,得到的机型中包括一些以前设计出的机型和部分新的机型。 展开更多

关键词 并联机器人 两平移两转动 结构综合 分类

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半对称2SPU-2RPC并联机器人机构设计与运动学分析 被引量：2

10

作者 卢月红 徐彩莲 《机床与液压》 北大核心 2022年第11期53-59,共7页

设计一种可实现三平移一转动的空间并联机器人机构。利用方位特征集理论分析机构的自由度和方位特征集。根据向量的外积和矢量法推导得到运动学逆解方程,同时根据Newton-Raphson方法计算机构的运动学正解,选择一组数值解进行正逆解互相... 设计一种可实现三平移一转动的空间并联机器人机构。利用方位特征集理论分析机构的自由度和方位特征集。根据向量的外积和矢量法推导得到运动学逆解方程,同时根据Newton-Raphson方法计算机构的运动学正解,选择一组数值解进行正逆解互相验证。计算运动学的雅克比矩阵,分析运动学的奇异性。分析机构的可达工作空间和定姿态工作空间,研究参数对工作空间大小的影响。建立工作空间体积最大化数学优化模型,选择鲸鱼优化算法完成参数的最优化设计。结果表明:L_(2)、r越大,机构的操作空间越大,L_(1)、R越大,机构的操作空间越小;最优R、r、L_(1)、L_(2)分别为1、0.9992、0.3、1.5 mm。 展开更多

关键词 三平移一转动并联机器人 方位特征集 奇异性 工作空间 鲸鱼优化算法

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并联腿六足农业机器人运动学与仿真分析 被引量：7

11

作者 谢冬福 罗玉峰 +2 位作者 石志新 刘燕德 谢金发 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期333-340,共8页

针对行走腿为串联结构及平面多连杆结构的六足机器人承载能力差、运动误差大等问题,提出了一种一平移两转动(1T2R)并联腿六足农业机器人机构。首先,对并联腿机构的运动学位置、速度、加速度进行了分析。其次,基于结构约束条件,对其工作... 针对行走腿为串联结构及平面多连杆结构的六足机器人承载能力差、运动误差大等问题,提出了一种一平移两转动(1T2R)并联腿六足农业机器人机构。首先,对并联腿机构的运动学位置、速度、加速度进行了分析。其次,基于结构约束条件,对其工作空间进行了分析。最后,对六足农业机器人机构进行了三维建模及仿真分析。理论分析及仿真结果表明:该并联腿机构运动学位置正逆解方程均可解析求解,正解方程最多具有4组解。该机构具有部分运动输入-输出解耦性,控制方便。该并联腿机构工作空间大,由多个球冠组成。该六足机器人机构无需转弯即能实现前后、左右移动,运动平稳,机构设计合理,适合作为农业机器人行走机构使用。 展开更多

关键词 六足农业机器人 并联腿 一平移两转动 运动学 工作空间 仿真分析

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3T1R并联机构结构设计与位置分析 被引量：24

12

作者 石志新 叶梅燕 +1 位作者 罗玉峰 杨廷力 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期364-369,共6页

基于方位特征集理论(POC),设计并研究了一种三平移一转动(3T1R)并联机构。首先,应用方位特征集方法,综合了一批满足功能要求的并联机构;然后,综合考虑实际应用要求,从中优选出一种具有开发潜力的并联机构,分析结果表明:该机构具有全对... 基于方位特征集理论(POC),设计并研究了一种三平移一转动(3T1R)并联机构。首先,应用方位特征集方法,综合了一批满足功能要求的并联机构;然后,综合考虑实际应用要求,从中优选出一种具有开发潜力的并联机构,分析结果表明:该机构具有全对称性、可折叠性及承载能力强、工作空间大等特点;最后结合实例给出了优选机构的位置正、逆解方程及其求解算法,结果表明:其位置逆解方程可解析求解,且最多存在16组解;而正解方程不能解析求解,且最多存在8组解。 展开更多

关键词 三平移一转动并联机构 结构特性 位置分析

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低耦合度3T1R并联操作手设计与运动学分析 被引量：10

13

作者 沈惠平 尹洪贺 +1 位作者 邵国为 杨廷力 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期405-412,共8页

基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论和机构结构降耦原理,设计了一种低耦合度能实现三平移一转动(3T1R)的SCRAR并联操作手机构。首先,阐述了该机构的组成,计算了该机构的耦合度k=1;然后,根据该机构的几何特点和运动约束,... 基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论和机构结构降耦原理,设计了一种低耦合度能实现三平移一转动(3T1R)的SCRAR并联操作手机构。首先,阐述了该机构的组成,计算了该机构的耦合度k=1;然后,根据该机构的几何特点和运动约束,通过建立输入参数与动平台输出位姿参数间的约束方程,运用运动学序单开链法原理求解了位置正解的数值解,导出了其位置反解的解析解,用实例验证了位置正、反解的准确性;最后,基于位置反解得到了机构位置工作空间的形状与大小及Z向各截面形状,并基于Jacobian矩阵对机构奇异位形进行了分析。结果表明:该机构比H_4、I4结构简单,在一组相同等效尺寸参数下其工作空间大、转动能力强。 展开更多

关键词 并联机构 方位特征集 运动学 三平移一转动 低耦合度 工作空间

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PS-3SPS结构降耦并联机构运动学分析 被引量：3

14

作者 陈国旺 车林仙 +1 位作者 杜力 文世坤 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第8期72-79,共8页

对称结构4自由度4SPS-PS并联机构具有1条方位特征(被动约束)支链,耦合度为2,其位置正解和动力学正反解的求解较复杂。运用方位特征支链主动化和运动副合并(将约束距离缩减为0)方法,对原构型进行结构降耦设计,得到一种PS-3SPS一平移三转... 对称结构4自由度4SPS-PS并联机构具有1条方位特征(被动约束)支链,耦合度为2,其位置正解和动力学正反解的求解较复杂。运用方位特征支链主动化和运动副合并(将约束距离缩减为0)方法,对原构型进行结构降耦设计,得到一种PS-3SPS一平移三转动降耦并联机构。新型降耦机构的耦合度为0,其突出优点是位置正解具有显式表达式。给出求PS-3SPS降耦并联机构位置正反解的几何方法,得到动平台Euler角的解析解。运用矢量代数法和姿态矩阵微分形式,推导出机构速度Jacobian矩阵,并得到速度和加速度正反解的显式表达式。运用空间几何法,推导出PS-3SPS并联机构所有理论正运动学奇异位形,并给出代表性奇异位形。最后,给出数值算例,位置正反解十分吻合,表明求解方法准确可靠。分别运用MATLAB软件编程和ADAMS软件仿真得到机构运动学分析曲线,两者结果一致,验证了理论分析模型与方法的正确性。 展开更多

关键词 并联机构 结构降耦设计 耦合度 一平移三转动 运动学分析

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