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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一类新型三平移并联机器人机构的位置分析 被引量：24

2

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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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

3

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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零耦合度部分运动解耦三平移并联机构刚度建模与分析 被引量：14

5

作者 孙驰宇 沈惠平 +2 位作者 王一熙 许正骁 袁军堂 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期385-395,共11页

(RPa∥3R)2R+RPa机构是基于方位特征(POC)方程并联机构拓扑综合理论的一种非对称并联机构,其耦合度为零,且具有部分运动解耦性。本文对该机构进行刚度建模和特性分析。首先,对该机构进行拓扑结构描述,基于虚拟弹簧法对机构支链进行刚度... (RPa∥3R)2R+RPa机构是基于方位特征(POC)方程并联机构拓扑综合理论的一种非对称并联机构,其耦合度为零,且具有部分运动解耦性。本文对该机构进行刚度建模和特性分析。首先,对该机构进行拓扑结构描述,基于虚拟弹簧法对机构支链进行刚度建模,给出支链的静力学方程,并求解机构的刚度矩阵;其次,给出机构在工作空间中的整体刚度分布,并分别对x、y、z轴方向的扭转、线性刚度进行分析;进一步对机构进行有限元分析,并与虚拟弹簧法所得的机构变形结果进行对比,验证刚度结果的正确性;最后,对比非对称的(RPa∥3R)2R+RPa机构与对称Delta机构在不同截面下的刚度特性,结果表明,(RPa∥3R)2R+RPa机构的刚度大于Delta机构。 展开更多

关键词 并联机构 三平移输出 刚度分析 虚拟弹簧法

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三平移并联茶叶筛分机机构设计及运动仿真 被引量：7

6

作者 谢俊 张晓庆 +1 位作者 王成军 杨启志 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期208-212,共5页

为解决传统茶叶筛分机械不能实现多维振动的问题,提出了一种满足茶叶筛分需要的空间多维振动并联筛分机思想,并且基于并联机构的组成原理设计了筛分机的主体机构.该并联机构包含3条空间相互垂直的C-R-R支路,以动平台为茶叶筛分机筛面,... 为解决传统茶叶筛分机械不能实现多维振动的问题,提出了一种满足茶叶筛分需要的空间多维振动并联筛分机思想,并且基于并联机构的组成原理设计了筛分机的主体机构.该并联机构包含3条空间相互垂直的C-R-R支路,以动平台为茶叶筛分机筛面,能够实现3个方向的平移.应用D-H矩阵对该机构进行运动学建模,并且给出了运动学的正解和反解.结果证明筛面可以达到理想的运动需求,可以将此机构用于茶叶筛分机.在Pro/E中建立该并联机构的虚拟样机模型,利用Mech/Pro给虚拟样机添加运动副并导入ADAMS软件中,利用ADAMS进行仿真,验证了运动学正、反解的正确性.最后通过试验表明,X,Y,Z三方向的振动使得茶叶透筛时间缩短,筛分效果最优. 展开更多

关键词 茶叶筛分机 三平移并联机构 运动学仿真

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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

7

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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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

8

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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半对称三平移Delta-CU并联机构的刚度建模与分析 被引量：2

9

作者 王一熙 吴广磊 +4 位作者 沈惠平 李家宇 孟庆梅 李菊 邓嘉鸣 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第17期2050-2058,共9页

研究了Delta-CU机构的刚度及其特性,运用虚拟弹簧法建立了支链的柔性模型,并给出了支链的静力学方程。利用旋量方法得到了支链中的运动微分映射,根据静力学方程得出机构的笛卡儿空间刚度矩阵,并通过有限元分析验证了矩阵的正确性。最后... 研究了Delta-CU机构的刚度及其特性,运用虚拟弹簧法建立了支链的柔性模型,并给出了支链的静力学方程。利用旋量方法得到了支链中的运动微分映射,根据静力学方程得出机构的笛卡儿空间刚度矩阵,并通过有限元分析验证了矩阵的正确性。最后,利用虚功刚度指标对给定参数下的Delta-CU机构进行算例分析,并将其与Delta机构进行了比较,结果表明Delta-CU机构与Delta机构具有基本相同的刚度特性。 展开更多

关键词 三平移并联机构 刚度分析 虚拟弹簧法 虚功刚度指标

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基于2-CPR/UPS三平移并联机构的移印机运动学分析 被引量：6

10

作者 孔一啸 田宝俊 李瑞琴 《包装工程》 CAS 北大核心 2021年第3期207-213,共7页

目的提出一种基于2-CPR/UPS并联机构的三平移移印机,以扩展并联机构的应用领域,提高移印印刷质量。方法应用螺旋理论求解机构的自由度,并用修正的Kutzbach-Grübler公式进行验证。建立该机构Jacobian矩阵的数学模型,运用极限坐标搜... 目的提出一种基于2-CPR/UPS并联机构的三平移移印机,以扩展并联机构的应用领域,提高移印印刷质量。方法应用螺旋理论求解机构的自由度,并用修正的Kutzbach-Grübler公式进行验证。建立该机构Jacobian矩阵的数学模型,运用极限坐标搜索法求解其工作空间。根据Jacobian矩阵对机构奇异性进行分析,获得灵巧度指标在工作空间中的分布规律。结果该机构可实现三平移运动,工作空间呈长方体形状,内部连续无空洞且无奇异位置,灵巧度指标在工作空间中分布均匀。结论该三平移移印机可满足移印时的运动及工作范围需求,研究结果表明该机构在工作空间中无奇异位置且灵巧度性能良好。 展开更多

关键词 2-CPR/UPS 三平移并联机构 移印机 奇异性 灵巧度

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新型三平移2PPPa并联机构运动学分析与优化设计 被引量：9

11

作者 彭红梅 陈亚 +2 位作者 陆彩满 刘艳梨 吴洪涛 《机床与液压》 北大核心 2022年第3期43-48,共6页

以空间三平移并联机构作为研究对象,根据方位特征集设计理论和方法,设计一种运动解耦、结构对称、运动副简单、工作空间大的空间纯移动并联机器人机构,通过拓扑结构特性分析证明机构具有空间三维移动的运动特性,并建立运动学方程模型,... 以空间三平移并联机构作为研究对象,根据方位特征集设计理论和方法,设计一种运动解耦、结构对称、运动副简单、工作空间大的空间纯移动并联机器人机构,通过拓扑结构特性分析证明机构具有空间三维移动的运动特性,并建立运动学方程模型,推导得到运动学正逆解以及雅克比矩阵;在此基础上分析机构奇异性、操作空间、灵巧度等性能指标,以工作空间最大化的实际需求作为数学优化模型,选择萤火虫算法进行优化设计,通过优化后的结构参数尺寸进行算例分析。结果表明:优化后的工作空间性能得到显著改善,工作空间体积较优化前增加12%,优化后的参数为机构的应用设计和控制提供参考。 展开更多

关键词 三平移并联机构 方位特征集 运动解耦性 工作空间 萤火虫算法 参数优化

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三平移并联机构奇异位形及精度分析 被引量：2

12

作者 赵为民 施琴 《农业装备技术》 2009年第5期51-53,共3页

提出了一种新型三平移三自由度空间并联机器人机构,分析了该机构的奇异位形及精度,该机构在结构上具有较好的对称性,且解耦性好,为系统控制提供了方便。

关键词 并联机构 三平移 自由度 运动学 精度分析

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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

13

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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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

14

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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三平移并联机构的综合

15

作者 吴巍 《农业装备技术》 2010年第3期49-51,共3页

对并联机构进行综合,通过对三平移并联机构的设计,得出新型三平移机构3T-0R,并运用ADAMS软件分析其自由度,分析其运动特性,得到的曲线与最初设计一致,ADAMS软件对新机型进行运动学仿真验证了其正确性。

关键词 并联机构 三平移 自由度

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中医推拿机器人主体机构的运动学分析 被引量：2

16

作者 薛城 马履中 +2 位作者 杨文亮 刘爱荣 林钰珍 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第7期171-173,共3页

为实现中医推拿技术的机械自动化,提出了利用串并联机器人代替推拿医师完成推拿动作的想法,并设计了该机器人的主体并联机构。该机器人采用三自由度并联机构为主体机构,配合相应的串联机构共同完成推拿动作。该并联机构包含三条相同的... 为实现中医推拿技术的机械自动化,提出了利用串并联机器人代替推拿医师完成推拿动作的想法,并设计了该机器人的主体并联机构。该机器人采用三自由度并联机构为主体机构,配合相应的串联机构共同完成推拿动作。该并联机构包含三条相同的混合单开链支路。均为结构。该机构为3T少自由度机构,能实现三个方向的移动。利用转换矩阵对该机构进行运动学正解和反解分析。结果表明该机构可以完成推拿机器人所需的运动。 展开更多

关键词 并联机构 三平移 运动学 正解 反解

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一种新型3-RRPU并联机构的运动学及鲁棒控制研究

17

作者 韩秀英 李旭莹 +1 位作者 凌金博 杨琨 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第8期1464-1471,共8页

针对现有的三平移并联机构大多正解不唯一、较难实现精确稳定运动控制的问题,提出了一种新的3-RRPU型三平移并联机构,同时研究了机构的运动学、动力学及轨迹跟踪控制方法。首先,运用螺旋理论分析了该机构三平移的原理,进行了驱动输入的... 针对现有的三平移并联机构大多正解不唯一、较难实现精确稳定运动控制的问题,提出了一种新的3-RRPU型三平移并联机构,同时研究了机构的运动学、动力学及轨迹跟踪控制方法。首先,运用螺旋理论分析了该机构三平移的原理,进行了驱动输入的选取与论证,对机构平台奇异性、驱动奇异性和支链奇异性进行了分析;其次,运用运动学理论建立了运动学模型,推导了位置正、逆解析解;再次,运用拉格朗日动力学理论建立了机构操作空间的刚体动力学模型;最后,提出了一种基于非线性反馈解耦的自适应滑模轨迹跟踪控制方法,以证明其控制稳定性,并基于动力学模型对空间轨迹跟踪精度和控制力矩进行了仿真分析。研究结果表明:3-RRPU并联机构的位置正解在一般位形下具有唯一性,机构的平台奇异位形和驱动奇异位形少且无支链奇异。该轨迹控制方法可使机构在载荷20 kg、速度0.18 m/s、加速度0.12 m/s 2下,实现0.002 m以内的高精度复杂轨迹跟踪;基于Sigmoid函数的轨迹控制方法还能有效削弱控制力矩的抖振,为实现工业领域高速、高精度、高性能的三平移运动提供了新方法。 展开更多

关键词 三平移并联机构 位置正解 奇异性 螺旋理论 非线性反馈解耦 自适应滑模轨迹跟踪控制方法 机构操作空间

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3T1R并联机构结构设计与位置分析 被引量：24

18

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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2-UPU-RRC并联机构及奇异位形分析 被引量：1

19

作者 蒋金云 施琴 朱和军 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2010年第1期15-17,共3页

提出一种新型三平移三自由度空间并联机器人机构,进行机构运动输出特性分析及自由度计算,并建立2-UPU-RRC并联机器人机构的位置正、反解方程。得到该机构的奇异位形。该机构解耦性好,为系统控制提供了方便。

关键词 并联机构 三平移 自由度 奇异位形

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2-RRC-UPU并联机构及工作空间分析 被引量：1

20

作者 袁梦 施琴 朱和军 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第1期228-229,共2页

提出了一种新型三平移三自由度空间并联机器人机构,进行了机构运动输出特性分析及自由度计算,并建立2-RRC-UPU三平移并联机器人机构的位置正、反解方程。得到了该机构的工作空间。在此基础上描绘出了并联机器人工作空间边界曲面及截面视... 提出了一种新型三平移三自由度空间并联机器人机构,进行了机构运动输出特性分析及自由度计算,并建立2-RRC-UPU三平移并联机器人机构的位置正、反解方程。得到了该机构的工作空间。在此基础上描绘出了并联机器人工作空间边界曲面及截面视图,分析表明,2-RRC-UPU并联机器人的理论工作空间是部分实心球体,是一种较理想的能实现三维移动并联机构的选型。 展开更多

关键词 并联机构 三平移 自由度 运动学 工作空间

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