微动机器人运动学分析的基础研究 被引量：12

1

作者 孙立宁 安辉 +1 位作者 张涛 蔡鹤皋 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期464-470,494,共8页

本文针对微动机器人的特点，采用微分的方法对微动机器人的运动学进行了分析，得到的六自由度并联微动机器人的输入输出的位移方程、速度方程、加速度方程均具有显式的正逆表达形式，使微动机器人的运动学分析十分方便，具有通用性。

关键词 微动机器人 并联机器人 微分 运动学 机器人

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三平移全柔性微动机器人机构的位置运动分析 被引量：8

2

作者 杨启志 郭宗和 +2 位作者 马履中 尹小琴 王俊英 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期96-99,共4页

研究了新型全柔性微动三平移并联机器人机构{R∥R∥R∥P(4R)}∥{R∥R∥P(4R)∥R}⊥{R∥R∥R∥P(4R)}的运动学特性,首先求解机构的位置正解方程,并对该并联机构的运动学解耦特性进行分析,发现该三平移机构为近似完全解耦;求解出该机构的... 研究了新型全柔性微动三平移并联机器人机构{R∥R∥R∥P(4R)}∥{R∥R∥P(4R)∥R}⊥{R∥R∥R∥P(4R)}的运动学特性,首先求解机构的位置正解方程,并对该并联机构的运动学解耦特性进行分析,发现该三平移机构为近似完全解耦;求解出该机构的位置反解方程及中间变量的表达式;利用ADAMS软件对该机构的位置正解特性进行了仿真模拟,验证了理论推导的正确性。 展开更多

关键词 微动机器人 全柔性机构 并联机构 位置分析 仿真

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三支链六自由度并联柔性铰微动机器人的研究 被引量：17

3

作者 王乐锋 荣伟彬 孙立宁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期529-534,共6页

提出了一种过程中采用的新型三支链六自由度并联微动机器人结构。采用两端分别带有柔性球铰和柔性旋转铰的支杆以简化结构,整体加工包含三个二自由度单元的基平台来有效减小装配误差,并用压电陶瓷驱动弹性平板获得高分辨率高精度。根据... 提出了一种过程中采用的新型三支链六自由度并联微动机器人结构。采用两端分别带有柔性球铰和柔性旋转铰的支杆以简化结构,整体加工包含三个二自由度单元的基平台来有效减小装配误差,并用压电陶瓷驱动弹性平板获得高分辨率高精度。根据运动影响系数理论对其运动学进行分析,求出了其平动台、支杆和柔性铰链的速度表达式。考虑柔性铰链的弹性变形,基于虚功原理建立了其刚度模型。分析了此类并联微动机器人的设计目标和柔性铰链设计原则,采用模块化精密定位控制器设计了控制系统。实验结果表明,所设计的微动机器人可达到纳米级精度,简化了六支链六自由度并联微动机器人的复杂结构,减小了装配误差。 展开更多

关键词 微动机器人 柔性铰链 运动学 刚度分析

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能量法求解全柔性微动机器人移动副的刚度 被引量：6

4

作者 杨启志 尹小琴 +1 位作者 马履中 杜生超 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2005年第1期12-15,共4页

全柔性机构中柔性移动副(P副)刚度的求解是进行全柔性并联机构、全柔性并联微动机器 人分析的基础工作之一.在柔性铰链力学模型的基础上,利用能量法得出了非对称3-RRRP(4R)全 柔性并联机构的变截面柔性移动副(4R)单元上所受外力与端部... 全柔性机构中柔性移动副(P副)刚度的求解是进行全柔性并联机构、全柔性并联微动机器 人分析的基础工作之一.在柔性铰链力学模型的基础上,利用能量法得出了非对称3-RRRP(4R)全 柔性并联机构的变截面柔性移动副(4R)单元上所受外力与端部变形之间的关系,结合柔性铰链的 柔性刚度矩阵求得柔性移动副单元刚度表达式方程.并用ANSYS工程软件建立相同的柔性移动副 模型进行模拟,模拟结果表明,推导的柔性移动副的刚度与模拟结果很相近,刚度的理论方程具有 一定的准确性. 展开更多

关键词 全柔性机构 微动机器人 柔性移动副 刚度矩阵 仿真模拟

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新型基于6-PSS三维平台机构的并联微动机器人 被引量：9

5

作者 金振林 高峰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期566-569,共4页

提出一种新颖的基于 6 - PSS并联三维平台机构的微动机器人并介绍其结构布局特点 ,应用 Jacobian矩阵和力 Jacobian矩阵的子阵 ,分别对其线速度与角速度和力与力矩的各项同性进行了分析计算 ,并建立显式的微位移正解和反解方程 ,为其设... 提出一种新颖的基于 6 - PSS并联三维平台机构的微动机器人并介绍其结构布局特点 ,应用 Jacobian矩阵和力 Jacobian矩阵的子阵 ,分别对其线速度与角速度和力与力矩的各项同性进行了分析计算 ,并建立显式的微位移正解和反解方程 ,为其设计和使用提供理论依据。分析计算结果表明 ,该微动机器人算法与控制简单 ,微位移解耦和速度与力各向同性 ,具有最佳的运动和力传递性能。 展开更多

关键词 微动机器人 并联三维平台结构 并联机构 各项同性

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新型6自由度并联微动机器人微运动学及其运动解耦性分析 被引量：2

6

作者 张建军 高峰 +1 位作者 李为民 金振林 《机械设计》 CSCD 北大核心 2003年第12期22-25,共4页

利用坐标变换法,建立了新型6自由度并联微动机器人的微运动学模型,并对其运动解耦性进行分析;采用不同的初始驱动位移量和驱动方式,对该机器人的有限元模型进行分析,进一步讨论了其微运动学上的解耦性,最后对研制的微动机器人样机进行... 利用坐标变换法,建立了新型6自由度并联微动机器人的微运动学模型,并对其运动解耦性进行分析;采用不同的初始驱动位移量和驱动方式,对该机器人的有限元模型进行分析,进一步讨论了其微运动学上的解耦性,最后对研制的微动机器人样机进行了运动解耦性测试和验证。该并联微动机器人的运动解耦,为其动力学分析、控制及其标定的简化提供了理论基础。 展开更多

关键词 6自由度 并联微动机器人 微运动学 运动解耦 有限元

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一种新颖的并联微动机器人结构的承载能力和速度指标分析 被引量：6

7

作者 金振林 高峰 刘辛军 《机械设计》 CSCD 北大核心 2000年第9期4-6,共3页

提出一种新颖的用于微动机器人的六自由度并联结构 ,应用并联机器人机构学理论 ,建立其力方程与速度方程 ,并对其承载能力和速度性能指标进行分析计算 ,为设计具有该结构的微动机器人提供了理论依据。分析计算结果表明 ,该并联结构是承... 提出一种新颖的用于微动机器人的六自由度并联结构 ,应用并联机器人机构学理论 ,建立其力方程与速度方程 ,并对其承载能力和速度性能指标进行分析计算 ,为设计具有该结构的微动机器人提供了理论依据。分析计算结果表明 ,该并联结构是承载能力和速度各项同性的。所以 ,采用这种结构的微动机器人 。 展开更多

关键词 并联结构 微动机器人 性能指标 承载能力

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3-RRR平面并联微动机器人的运动学分析 被引量：5

8

作者 杨春辉 刘平安 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第6期770-773,共4页

运动学分析是并联机器人机构分析中的首要问题,是进行机构动力学分析、精度分析的基础,而全柔性微动机器人机构的首要目标就是精确实现所需的运动。因此对其运动学的研究在机构学领域占有重要的地位。本文对平面并联微动机器人进行了建... 运动学分析是并联机器人机构分析中的首要问题,是进行机构动力学分析、精度分析的基础,而全柔性微动机器人机构的首要目标就是精确实现所需的运动。因此对其运动学的研究在机构学领域占有重要的地位。本文对平面并联微动机器人进行了建立伪刚性模型,采用闭环矢量原理建立理论运动学线性模型,得到理论Jacobian矩阵,其次对该机构进行实验分析,得到工作平台的实验输出位移和方位角(Jacobian矩阵);然后用ANSYS软件对其进行有限元分析,得到有限元运动学模型(Jacobian矩阵值),最后通过分析比较该机构的理论运动学方程、实验运动学方程和有限元运动学方程,得到输出平台适用的运动学方程。 展开更多

关键词 并联机器人 微动机器人 有限元分析 运动学模型

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应用闭环矢量原理建立三自由度平面并联微动机器人运动学模型 被引量：5

9

作者 杨春辉 刘平安 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2007年第9期1233-1236,共4页

近年来面向生物工程、医学工程及微加工等领域的微操作机器人技术受到国内外学术界和工程界的广泛关注,发展速度极快,已被应用于实现细胞的注射和分割,微机电产品的加工和装配以及微外科手术等。微动机器人具有无摩擦无间隙、响应快、... 近年来面向生物工程、医学工程及微加工等领域的微操作机器人技术受到国内外学术界和工程界的广泛关注,发展速度极快,已被应用于实现细胞的注射和分割,微机电产品的加工和装配以及微外科手术等。微动机器人具有无摩擦无间隙、响应快、结构紧凑、刚性好、误差积累小等特点,以柔性铰链代替传统铰链后并联机构就正好具备以上特点适合用作微动机器人。本文对三自由度平面并联机器人(3-RRR型)采用闭环矢量原理建立了线性且有效的运动学模型,并利用MATLAB7.1软件编程计算出输出平台的位移、方位角与输入位移的关系。 展开更多

关键词 并联机器人 微动机器人 运动学模型

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整体弹性关节平面并联微动机器人ANSYS有限元分析 被引量：5

10

作者 杨春辉 刘平安 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第3期73-75,共3页

对整体弹性关节平面并联机器人建立刚性模型,采用闭环线型原理建立理论运动学线性模型(Jacobian矩阵),然后用ANSYS软件对其进行有限元分析,得到有限元运动学模型(Jaco-bian矩阵值),最后讨论两者关系,发现有限元模型比理论模型要精确。

关键词 并联机器人 微动机器人 有限元分析 运动学模型

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基于细胞图像的微动机器人视觉分析及其轨迹规划 被引量：1

11

作者 隋琰 李剑锋 +1 位作者 董新蕊 张繁 《现代制造工程》 CSCD 2007年第9期13-16,共4页

为提高微动机器人的运动精度,需要在微动机器人系统建立闭环控制系统,在细胞图像的基础上,分析微动机器人视觉特点,研究针对细胞图像的图像处理方法,提出细胞图像边缘连接的具体算法,通过细胞图像边缘连接方法得到图像特征,为进一步实... 为提高微动机器人的运动精度,需要在微动机器人系统建立闭环控制系统,在细胞图像的基础上,分析微动机器人视觉特点,研究针对细胞图像的图像处理方法,提出细胞图像边缘连接的具体算法,通过细胞图像边缘连接方法得到图像特征,为进一步实现微动机器人轨迹规划和闭环控制奠定了基础。 展开更多

关键词 微动机器人 图像分析 边缘连接 轨迹规划

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三杆六自由度并联微动机器人的工作空间分析 被引量：1

12

作者 王乐锋 荣伟彬 孙立宁 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第3期6-8,共3页

针对提出的基于压电陶瓷驱动的三杆六自由度并联微动机器人,在分析其结构特点的基础上,通过坐标变换求出了其逆解方程。分析了影响并联微动机器人工作空间的约束条件,对定姿态工作空间采用一维搜索法求得边界点。用实例进行仿真计算,得... 针对提出的基于压电陶瓷驱动的三杆六自由度并联微动机器人,在分析其结构特点的基础上,通过坐标变换求出了其逆解方程。分析了影响并联微动机器人工作空间的约束条件,对定姿态工作空间采用一维搜索法求得边界点。用实例进行仿真计算,得到结构参数对工作空间的影响规律。与常规6-PSS并联微动机器人的定姿态工作空间进行了比较,说明了其工作空间分布的特点。所做的工作空间分析为机器人工作空间优化设计和机构尺寸设计提供了依据。 展开更多

关键词 并联微动机器人 工作空间 优化设计

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磁悬浮微动机器人的磁力及其运动特性分析

13

作者 张铁 谢存禧 李琳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第5期600-602,共3页

提出利用电磁铁的磁力作为机器人的运动驱动,利用这种电磁力的磁悬浮微动机器人不需要任何关节,结构紧凑,运动精度高。文中主要介绍了这种机器人的结构及其原理,推导了机器人的磁力特性以及运动特性,并通过单自由度磁悬浮实验台对运动... 提出利用电磁铁的磁力作为机器人的运动驱动,利用这种电磁力的磁悬浮微动机器人不需要任何关节,结构紧凑,运动精度高。文中主要介绍了这种机器人的结构及其原理,推导了机器人的磁力特性以及运动特性,并通过单自由度磁悬浮实验台对运动特性进行了验证,实验证明推导的结果是正确的。 展开更多

关键词 磁悬浮 微动机器人 运动

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全柔性铰链平面并联微动机器人的有限元分析

14

作者 杨春辉 刘平安 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2006年第19期3701-3702,3720,共3页

介绍了并联机器人的特点及其应用,对全柔性铰链平面并联机器人建立了刚性模型,并采用闭环线型原理建立理论运动学线性模型(Jacobian矩阵),用ANSYS软件对其进行有限元分析,得到有限元运动学模型(Jacobian矩阵值),讨论两者关系,发现有限... 介绍了并联机器人的特点及其应用,对全柔性铰链平面并联机器人建立了刚性模型,并采用闭环线型原理建立理论运动学线性模型(Jacobian矩阵),用ANSYS软件对其进行有限元分析,得到有限元运动学模型(Jacobian矩阵值),讨论两者关系,发现有限元模型比理论模型要精确。 展开更多

关键词 全柔性铰链 并联机器人 微动机器人 有限元分析 运动学模型

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一种3-2-1正交布置的6自由度并联微动机器人分析 被引量：4

15

作者 于晖 汪劲松 +2 位作者 朱煜 尹文生 段广洪 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第12期1426-1429,共4页

对一种 3 2 1正交布置的 6自由度并联微动机器人进行了分析。给出这种特殊构型并联微动机构的位置正解和逆解的显示方程 ,同时给出了该并联微动机构的力雅克比矩阵和速度雅克比矩阵 ,对速度和力传递的各向同性指标进行了分析。指出该... 对一种 3 2 1正交布置的 6自由度并联微动机器人进行了分析。给出这种特殊构型并联微动机构的位置正解和逆解的显示方程 ,同时给出了该并联微动机构的力雅克比矩阵和速度雅克比矩阵 ,对速度和力传递的各向同性指标进行了分析。指出该并联微动机构可以产生 2种相互解耦的复合运动 ,一种是 3 DOF的Z tilts运动 ,另外一种是其相应的 3 DOF平面一般运动。 展开更多

关键词 微动机器人 并联机构 雅克比矩阵 各向同性

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微动机器人的致动机理研究综述 被引量：2

16

作者 朱涛 谈大龙 《机械设计》 CSCD 北大核心 2003年第7期1-3,55,56,共5页

MEMS是当前研究的一个热点,微机器人对于发展MEMS具有重要意义,也是MEMS的一项不可缺少的内容。微动技术是机器人学理论的一个重要分支,也是发展微机器人及相关微技术的基础。目前,各种新型微驱动器层出不穷,极大地推动了微机器人技术... MEMS是当前研究的一个热点,微机器人对于发展MEMS具有重要意义,也是MEMS的一项不可缺少的内容。微动技术是机器人学理论的一个重要分支,也是发展微机器人及相关微技术的基础。目前,各种新型微驱动器层出不穷,极大地推动了微机器人技术的发展。对于微动原理进行分析,从本质上弄清微动产生的机理,不仅可以丰富机器人学理论,还有可能使微动技术产生质的飞跃。从这一角度出发,对各种微动原理加以详细分析和比较,以期得出有意义的结论。 展开更多

关键词 微动机器人 致动机理 综述 MEMS 微动技术

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微动机器人弹性体有限元分析 被引量：1

17

作者 王军超 《现代制造工程》 CSCD 2005年第2期64-65,共2页

建立结构解耦6 DOF并联微动机器人的有限元模型,通过仿真得出有限元位移输出,与理论值相比,误差在允许 范围内,证明该微动机器人良好的解耦效果。

关键词 并联微动机器人 解耦 有限元分析

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集成式6自由度微动并联机器人系统 被引量：8

18

作者 王振华 陈立国 孙立宁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1391-1397,共7页

基于机构、驱动、检测一体化的思想,研制出了压电陶瓷驱动的6自由度集成式并联微动机器人,对该机器人的机构、驱动、检测、控制及误差补偿方法进行了研究。采用6自由度(6-SPS)并联结构设计了微动并联机器人的构型,对结构参数进行了优化... 基于机构、驱动、检测一体化的思想,研制出了压电陶瓷驱动的6自由度集成式并联微动机器人,对该机器人的机构、驱动、检测、控制及误差补偿方法进行了研究。采用6自由度(6-SPS)并联结构设计了微动并联机器人的构型,对结构参数进行了优化,并进行了运动空间分析和刚度分析。基于模块化设计思想将压电陶瓷驱动电源、微位移传感器检测电路、中央控制器组合在一起,通过自定义的内部总线相连构成了并联机器人的驱动和控制系统。最后,给出了该机器人位姿测量方法,并分别在压电陶瓷的开环与闭环控制状态下进行位姿测量,进而实现误差补偿。实验结果表明:该并联微动机器人可实现10 nm平动重复定位精度;0.0001°转动重复定位精度;具有定位精度和可靠性高,使用灵活方便的特点,满足多自由度精密定位的要求。 展开更多

关键词 并联微动机器人 压电陶瓷 位姿测量 误差补偿

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基于影响系数的新型全柔性微动并联机器人运动特性分析 被引量：3

19

作者 杨启志 马履中 +2 位作者 郭宗和 尹小琴 王俊英 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期213-216,共4页

研究了新型全柔性微动三平移并联机器人机构{R//R//R//P(4R)}//{R//R//P(4R)//R}⊥{R//R//R//P(4R)}的运动学特性,并进行了模拟仿真验证。首先求解机构的位置正解方程,并对该并联机构的运动学解耦特性进行分析,发现该三平移机构为近似... 研究了新型全柔性微动三平移并联机器人机构{R//R//R//P(4R)}//{R//R//P(4R)//R}⊥{R//R//R//P(4R)}的运动学特性,并进行了模拟仿真验证。首先求解机构的位置正解方程,并对该并联机构的运动学解耦特性进行分析,发现该三平移机构为近似完全解耦的机构;然后利用基于影响系数的方法,比较容易地推导出了该机构的速度、加速度的准确表达式,避免了繁琐的正解方程的求导微分;最后利用ADAMS软件、MATLAB软件对机构的运动学特性进行了仿真模拟与理论计算,验证了理论推导的正确性。 展开更多

关键词 全柔性机构 微动机器人 影响系数 并联机构 运动学特性

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微型机械和微机器人的发展状况 被引量：9

20

作者 蔡鹤皋 孙立宁 +1 位作者 安辉 张涛 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第S1期38-41,共4页

微型机械和微机器人的发展状况蔡鹤皋，孙立宁，安辉，张涛（哈尔滨工业大学）０引言近年来，国外在微型机构的开发和研究方面出现一个新兴的势头，即微机械电子学，利用ＩＣ的微细加工技术，将机构、传感器、控制器等集成在一个多晶硅... 微型机械和微机器人的发展状况蔡鹤皋，孙立宁，安辉，张涛（哈尔滨工业大学）０引言近年来，国外在微型机构的开发和研究方面出现一个新兴的势头，即微机械电子学，利用ＩＣ的微细加工技术，将机构、传感器、控制器等集成在一个多晶硅片上，不仅将传统的无源机构变为有源... 展开更多

关键词 微机器人 微型机械 微型机器人系统 发展状况 微型机构 装配机器人 微动机器人 压电陶瓷驱动 微机械电子学 应用领域

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