零耦合度Stewart型并联机器人的位置正解个数

1

作者 闻王虎 尤晶晶 +3 位作者 叶鹏达 黄宁宁 张毅 李成刚 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期960-967,共8页

一般六自由度并联机构的位置正解是继空间7R(R:转动副)机构位移分析完成后的又一机构学难题,目前数学上尚无完备的解析求解方法。以零耦合度的“3-2-1”式Stewart型并联机器人为例,研究了位置正解的个数,并分析了正解个数发生变化的条... 一般六自由度并联机构的位置正解是继空间7R(R:转动副)机构位移分析完成后的又一机构学难题,目前数学上尚无完备的解析求解方法。以零耦合度的“3-2-1”式Stewart型并联机器人为例,研究了位置正解的个数,并分析了正解个数发生变化的条件。首先,基于杆长约束方程并运用四面体原理,解析推导了机器人位置正解的全部8组解。其次,通过分析动球铰的位置特性,挖掘出正解方程分别为8组、4组、2组、1组解析解时,所需满足的数学条件。接着,根据静球铰位置特性并结合正解算法流程,研究了影响正解方程实数解个数的因素。最后,剖析了并联机器人位置正解个数与Hunt奇异之间的内在联系。研究结论为并联机器人的实时控制和轨迹规划奠定了理论基础。 展开更多

关键词 并联机器人 位置正解 四面体 解析解 奇异性

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六自由度并联机器人位置正解的数值解法 被引量：36

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作者 姜虹 贾嵘 +1 位作者 董洪智 王小椿 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期351-353,共3页

提出了用位置反解的方法求解位置正解的思路.对位置正解的求解是利用反解逐步迭代完成的.由于位置反解非常易求,所以这种方法简单快捷,同时,用这种方法所求的解是机构在运动中可以实现的。

关键词 位置正解 并联机器人 六自由度机器人 数值解法

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3-RPS并联机器人机构位置正解的杆长逼近法 被引量：17

3

作者 李树军 王阴 王晓光 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期205-207,共3页

根据机构运动的同一性条件 ,给出一种求解 3 RPS并联机构位置的杆长逼近法 ,该算法的主要特点是通过逐步自动修正迭代初值 ,缩小搜索区间和步长 ,提高逼近精度 ,将二维搜索的杆长逼近化为一维搜索的杆长逼近·因此只要在分支的有... 根据机构运动的同一性条件 ,给出一种求解 3 RPS并联机构位置的杆长逼近法 ,该算法的主要特点是通过逐步自动修正迭代初值 ,缩小搜索区间和步长 ,提高逼近精度 ,将二维搜索的杆长逼近化为一维搜索的杆长逼近·因此只要在分支的有效活动区域内任选初值 ,即可保证其收敛性并且不受机构奇异位形的影响 ,大大简化了搜索逼近过程并提高了迭代效率·给出了求解过程和逼近步骤及求解实例 ,其逼近精度达 1 0 -5· 展开更多

关键词 并联机器人 并联机构 位置正解 杆长逼近 自修正 迭代初值 奇异位形

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基于Groebner-Sylvester法的一般6-6型台体并联机构位置正解 被引量：7

4

作者 黄昔光 廖启征 +2 位作者 魏世民 庄育锋 徐强 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期300-303,共4页

为获得一般6-6型台体并联机构位置正解的解析解,使用分次字典序Groebner-Sylvester法的代数方法对该问题进行了研究.利用计算代数系统计算该机构位置封闭方程的分次字典序Groebner基,从得出的65个基中选取18个基,构造18阶Sylvester结式... 为获得一般6-6型台体并联机构位置正解的解析解,使用分次字典序Groebner-Sylvester法的代数方法对该问题进行了研究.利用计算代数系统计算该机构位置封闭方程的分次字典序Groebner基,从得出的65个基中选取18个基,构造18阶Sylvester结式.通过分析符号形式方程组的变量次数,得出位置正解的一元高次方程的次数为40且该机构位置正解最多有40组解的结论,其结果与前人的完全一致,但结式的尺寸却小得多.研究结果表明,该计算方法简洁,求解速度快,并从理论上阐明了存在多个不同的结式可以获得该机构的位置正解.最后,从给出的数字实例中,验证了所有解均满足原始方程且无增根,从而为并联机构位置正解的研究提供了一种有效算法. 展开更多

关键词 并联机构 位置正解 Sylvester结式

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平地机工作装置混联机构简化位置正解分析 被引量：10

5

作者 潘勇军 侯亮 +1 位作者 王其亮 罗斯进 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1346-1351,共6页

为了研究平地机工作装置的运动学特性,提出工作装置混联机构简化位置正解的分析方法.根据平地机工作装置结构及各部件运动副关系,抽象出工作装置机构模型.基于平地机作业方式特点,对该机构进行分解和分析,确定少自由度并联机构为该机构... 为了研究平地机工作装置的运动学特性,提出工作装置混联机构简化位置正解的分析方法.根据平地机工作装置结构及各部件运动副关系,抽象出工作装置机构模型.基于平地机作业方式特点,对该机构进行分解和分析,确定少自由度并联机构为该机构的主体.利用螺旋理论对该并联机构进行自由度分析,采用数值分析法对该并联机构进行位置正解分析,并基于ADAMS实现平地机工作装置并联机构部分的位置正解分析.现场的物理试验表明,对于工作装置并联机构部分的位置正解,试验结果与计算机仿真结果基本吻合,最大误差不超过3%,满足平地机工作装置的精度要求;从而验证了所提出的分析方法的有效性.依据该理论基础,通过进一步的分析,获得平地机混联机构工作装置的运动学特性,最后讨论该机构设计要点,为工作装置设计和优化奠定理论基础. 展开更多

关键词 平地机 工作装置 并联机构 位置正解 螺旋理论

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一种高效虚拟轴机床的位置正解 被引量：4

6

作者 姜虹 郑康平 +1 位作者 王军 王小椿 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1187-1190,共4页

针对机床运动的连续性和可实现性 ,提出了一种用位置反解来求解位置正解的数值解法 .该方法首先假定一个初始的活动平台位姿 ,并根据该位姿所对应的 6条腿长和给定值之间的差值来调整该位姿 ,经过数次迭代后求出实际的活动平台位姿 .由... 针对机床运动的连续性和可实现性 ,提出了一种用位置反解来求解位置正解的数值解法 .该方法首先假定一个初始的活动平台位姿 ,并根据该位姿所对应的 6条腿长和给定值之间的差值来调整该位姿 ,经过数次迭代后求出实际的活动平台位姿 .由于位置反解非常易求 ,所以这种方法简单快捷 ,大大提高了计算速度 ,不但使所求解具有实际意义 ,而且计算时间也可以满足实时控制的要求 . 展开更多

关键词 虚拟轴机床 位置反解 位置正解 迭代 机床运动 数值解法 位姿

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基于遗传算法的Stewart并联机器人位置正解分析 被引量：23

7

作者 郑春红 焦李成 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期165-168,173,共5页

充分利用Stewart并联机器人位置反解容易获得这一特性,把较难的Stewart并联机器人位置正解问题转化为一个优化问题,考虑到遗传算法的全局优化特性,提出了基于遗传算法的Stewart并联机器人位置正解方法.仿真实例证明了所提方法具有很高... 充分利用Stewart并联机器人位置反解容易获得这一特性,把较难的Stewart并联机器人位置正解问题转化为一个优化问题,考虑到遗传算法的全局优化特性,提出了基于遗传算法的Stewart并联机器人位置正解方法.仿真实例证明了所提方法具有很高的计算精度,彻底克服了采用数值解法求解Stewart并联机器人位置正解时,解的精度受初值影响较大的缺点. 展开更多

关键词 遗传算法 STEWART并联机器人 位置正解 位置反解

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一种实用的6-6Stewart平台的实时位置正解法 被引量：15

8

作者 董彦良 吴盛林 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期116-119,共4页

为提高Stewart平台位置正解的工程实用性 ,提出了附加传感器法和Newton -Raphson法相结合的6 - 6Stewart平台位置正解法 .该方法应用附加传感器使平台的位置正解过程大大简化 ;由附加传感器方法产生的位置正解可以为Newton -Raphson迭... 为提高Stewart平台位置正解的工程实用性 ,提出了附加传感器法和Newton -Raphson法相结合的6 - 6Stewart平台位置正解法 .该方法应用附加传感器使平台的位置正解过程大大简化 ;由附加传感器方法产生的位置正解可以为Newton -Raphson迭代法提供较可靠的迭代初始值 ,可显著改善Newton -Raphson法的收敛性 ,并减少了迭代次数 ,提高了计算速度 .仿真研究表明 ,与单纯的Newton -Raphson法相比 ,在相同的计算精度下 ,该方法具有更好的快速性、可靠性 ,具有一定的工程应用价值 . 展开更多

关键词 STEWART平台 位置正解 附加传感器 Newton-Raphson法 迭代法 并联六自由度机场

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Stewart台体并联机器人位置正解 被引量：3

9

作者 庄育锋 黄昔光 廖启征 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期48-51,共4页

为获得Stewart台体并联机器人位置正解的解析解,使用分次字典序Groeb-ner基和Sylvester结式相结合的代数方法对该问题进行研究.利用计算代数中的分次字典序Groebner基算法,计算该机器人位置正解封闭数学模型的分次字典序Groebner基;从... 为获得Stewart台体并联机器人位置正解的解析解,使用分次字典序Groeb-ner基和Sylvester结式相结合的代数方法对该问题进行研究.利用计算代数中的分次字典序Groebner基算法,计算该机器人位置正解封闭数学模型的分次字典序Groebner基;从得出的51个基中选取20个基,构造20阶Sylvester结式,分析符号形式方程组的变量次数,可以直接得出该机器人位置正解一元高次方程的次数为40且最多有40组解的结论,其结果与前人的完全一致,但结式的尺寸却小得多.为了对结果进行验证,使用同伦连续法对同一个数字算例进行计算,两种方法得到结果一致.为并联机构位置正解的研究提供了一种新的有效算法. 展开更多

关键词 并联机构 位置正解 Sylvester结式

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利用吴方法求解3自由度并联机器人位置正解 被引量：6

10

作者 郭盛 方跃法 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期84-86,90,共4页

首次利用吴方法求解一种典型的3自由度并联机器人的位置正解,将利用传统方法所得到的32次方程降为一个16次方程,提高了计算效率.在计算过程中,避免了增根的产生.得出对于这一类问题的普遍数学方法,为利用吴方法计算并联结构的正解提供... 首次利用吴方法求解一种典型的3自由度并联机器人的位置正解,将利用传统方法所得到的32次方程降为一个16次方程,提高了计算效率.在计算过程中,避免了增根的产生.得出对于这一类问题的普遍数学方法,为利用吴方法计算并联结构的正解提供了范例. 展开更多

关键词 机械学 吴方法 并联机器人 位置正解

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基于动态松弛法的柔索驱动并联机器人位置正解分析 被引量：1

11

作者 杜敬利 段宝岩 +1 位作者 仇原鹰 訾斌 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期652-655,共4页

根据悬链线解析表达式推导出悬索两端固定时索端拉力与索长之间的关系,用于求解特定长度的驱动柔索对处于某一位姿的动平台的作用力。动态松弛法可以从任意的初始状态开始,通过简单迭代而使系统达到静平衡状态。将该方法应用到柔索驱动... 根据悬链线解析表达式推导出悬索两端固定时索端拉力与索长之间的关系,用于求解特定长度的驱动柔索对处于某一位姿的动平台的作用力。动态松弛法可以从任意的初始状态开始,通过简单迭代而使系统达到静平衡状态。将该方法应用到柔索驱动并联机器人的位置正解分析中,可以得到与特定索长对应的动平台位姿。以舱索系统为例验证了方法的正确性。 展开更多

关键词 柔索驱动机器人 舱索系统 位置正解 动态松弛 非线性分析

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十二面体变几何桁架位置正解的病毒传播算法

12

作者 罗佑新 车晓毅 +1 位作者 何哲明 李晓峰 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第4期333-337,共5页

在分析机构学问题非线性方程组全部解求解方法的基础上,研究了生物病毒的传播特性,与改进的牛顿迭代函数相结合提出了基于生物病毒传播算法的非线性方程组全部实根求解的牛顿迭代方法,给出了计算步骤.十二面体变几何桁架机器机构位置正... 在分析机构学问题非线性方程组全部解求解方法的基础上,研究了生物病毒的传播特性,与改进的牛顿迭代函数相结合提出了基于生物病毒传播算法的非线性方程组全部实根求解的牛顿迭代方法,给出了计算步骤.十二面体变几何桁架机器机构位置正解实例表明了该方法的正确性与有效性,为机构综合与近似综合提供了新方法. 展开更多

关键词 病毒传播算法 变几何桁架机器人 非线性方程组 位置正解 机构综合

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3SPS－PRPS并联型机器人机构位置正解分析

13

作者 姚进 房海容 《成都科技大学学报》 EI CAS CSCD 1995年第3期67-73,共7页

本文提出由三支ＳＰＳ和一支ＰＲＰＳ运动链连接上下平台的并联型机器人机构的位置正解分析方法．以上平台顶点坐标为输出变量建立起几何约束方程组，通过消元推导出一元八次多项式的输入输出方程．

关键词 并联机器人 位置正解分析 机器人 SPS PRPS

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一种6-Stewart平台的位置正解及工作空间的分析

14

作者 赵泓滨 《电子科技》 2008年第9期63-66,共4页

针对一种上、下面6节点相似分布并且有一定的角度要求的特殊结构的6-Stewart平台,研究了其位置正解的方法。并根据存在多组位置解的特点,给出了判别条件,从而得到其空间惟一解,仿真算例证明了位置正解方法的有效性。同时分析了该结构Ste... 针对一种上、下面6节点相似分布并且有一定的角度要求的特殊结构的6-Stewart平台,研究了其位置正解的方法。并根据存在多组位置解的特点,给出了判别条件,从而得到其空间惟一解,仿真算例证明了位置正解方法的有效性。同时分析了该结构Stewart平台的工作空间,得出了有益的结论。 展开更多

关键词 STEWART平台 位置正解 工作空间

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6-3 Stewart平台位置正解的机构简化数值方法 被引量：9

15

作者 薛剑 唐志勇 裴忠才 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期921-926,共6页

针对提高Stewart平台运动学位置正解速度的问题,分析了传统基于速度雅可比的数值迭代方法,并对6-3 Stewart平台结构提出了一种基于机构简化的位置正解数值方法.将6-3 Stewart平台等效为虚拟3-RPS并联机构,通过牛顿-拉夫逊方法对其进行... 针对提高Stewart平台运动学位置正解速度的问题,分析了传统基于速度雅可比的数值迭代方法,并对6-3 Stewart平台结构提出了一种基于机构简化的位置正解数值方法.将6-3 Stewart平台等效为虚拟3-RPS并联机构,通过牛顿-拉夫逊方法对其进行位置正解,并将结果解算为实际机构上平台位姿.设计了一套液压6-3 Stewart平台实验系统,并通过实验证明,与传统方法相比,该方法能减少近50%的迭代次数和约85%的解算时间.该方法概念清晰,机构等效计算简单,对3-RPS并联机构的位置正解计算量明显减少,在目前主流工控机处理器上可满足控制周期0.1ms实时控制的位置解算需求. 展开更多

关键词 STEWART平台 位置正解 3-RPS并联机构 牛顿-拉夫逊方法 实时控制

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利用遗传算法优化的神经网络求解并联机构位置正解 被引量：5

16

作者 刘奇帅 杨熙 +2 位作者 杜翠国 樊昌明 薛德栋 《煤矿机械》 北大核心 2013年第2期11-12,共2页

位置正解是研究并联机构运动学的基本问题,采用遗传算法优化神经网络权值的方法对模型进行了求解。利用位置反解求得训练样本,然后训练网络,最后对其进行仿真。结果表明,此算法运算结果快、求解简单、精度高,具有发展潜力。

关键词 位置正解 遗传算法 BP神经网络

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一种并行结构机器人位置正解问题的加权迭代解法 被引量：1

17

作者 任路 宋白一 冯祖仁 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期186-189,共4页

针对并行结构机器人的位置正解问题 ,提出了一种基于位置反解的加权迭代法 .方法的核心是利用拟自适应因子方法构造权因子 ,应用指数衰减函数作为构造权因子的基本函数 ,能够明显地提高迭代效率 .分析了权因子和迭代次数之间的关系 ,确... 针对并行结构机器人的位置正解问题 ,提出了一种基于位置反解的加权迭代法 .方法的核心是利用拟自适应因子方法构造权因子 ,应用指数衰减函数作为构造权因子的基本函数 ,能够明显地提高迭代效率 .分析了权因子和迭代次数之间的关系 ,确定了权因子的取值原则 .仿真结果表明 ,该方法可以有效地满足并行结构机器人位姿控制的实时性 . 展开更多

关键词 并行结构机器人 位置正解 加权迭代法 权因子 拟自适应因子方法 指数衰减函数

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基于共形几何代数的空间并联机构位置正解 被引量：6

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作者 黄昔光 黄旭 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2377-2381,共5页

将共形几何代数(CGA)引入空间并联机构位置正解中,提出了一种空间3-RPS并联机构位置正解新算法。以任意一条支链轴线与静平台平面的夹角为待求变量,基于点的CGA表达方法建立了该支链与动平台连接的铰接点关于待求变量的数学表达式;通过... 将共形几何代数(CGA)引入空间并联机构位置正解中,提出了一种空间3-RPS并联机构位置正解新算法。以任意一条支链轴线与静平台平面的夹角为待求变量,基于点的CGA表达方法建立了该支链与动平台连接的铰接点关于待求变量的数学表达式;通过2次构造2个空间球和1个平面的外积,分别获得动平台其余2个铰接点的点对;利用距离公式,只需简单的平方运算可直接推导出该问题关于待求变量的一元16次输入输出方程,进而获得了该机构的全部16组解析解,无增无漏。该方法没有繁琐的坐标变换和矩阵计算,以及复杂的多元高次非线性方程组消元求解。通过数字实例计算表明,求解过程较清晰地揭示出机构运动的几何特点,几何直观性好。 展开更多

关键词 共形几何代数(CGA) 空间并联机构 位置正解 输入输出方程 解析解

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利用共形几何代数的平面并联机构位置正解求解方法 被引量：3

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作者 黄昔光 黄旭 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期76-82,90,共8页

提出了一种基于共形几何代数(CGA)求解所有1 140种由转动副和移动副任意组合而成的平面并联机构的位置正解解析法。应用组合数学理论阐明了由转动副和移动副组成的平面并联机构共有1 140种类型;根据各支链的长度约束条件,建立了涵盖1 14... 提出了一种基于共形几何代数(CGA)求解所有1 140种由转动副和移动副任意组合而成的平面并联机构的位置正解解析法。应用组合数学理论阐明了由转动副和移动副组成的平面并联机构共有1 140种类型;根据各支链的长度约束条件,建立了涵盖1 140种平面并联机构类型的等效机构模型;应用共形几何代数框架下的刚体平移和旋转运动表示,建立了等效机构模型的位置正解数学模型,只需通过简单的线性消元,即可推导出该位置正解问题的符号形式一元六次输入输出方程,从而可快速获得该问题的全部解析解,无增根也无漏根。基于计算机代数计算系统Maple16进行编程,通过2个数字实例验证了方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 共形几何代数 平面并联机构 位置正解 解析解

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索牵引并联机器人静态平衡位置的正解研究 被引量：4

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作者 杜敬利 段宝岩 保宏 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期850-855,共6页

研究了一种大跨度但运动缓慢的索牵引并联机器人的位置正解问题,此时可认为系统处于静平衡状态,但必须考虑柔索垂度的影响。索牵引并联机器人的静态平衡位置的正解就是确定机器人末端执行器的位置和姿态,使得系统能在给定的柔索长度下... 研究了一种大跨度但运动缓慢的索牵引并联机器人的位置正解问题,此时可认为系统处于静平衡状态,但必须考虑柔索垂度的影响。索牵引并联机器人的静态平衡位置的正解就是确定机器人末端执行器的位置和姿态,使得系统能在给定的柔索长度下处于静平衡状态。这涉及到系统的非线性力学分析而不仅仅是一个几何问题。本文采用悬链线方程描述柔索的力学特性,结合索端位移与机器人末端执行器位移之间的关系推导出机器人的末端执行器位移与索长变化之间的增量关系,据此提出一种迭代策略完成正解计算。数值算例验证了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 索牵引并联机器人 悬链线 位置正解 静力学

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