基于6-PSS正交并联机构的新型微操作机器人的位置分析

1

作者 金振林 赵现朝 范文刚 《燕山大学学报》 CAS 2002年第1期23-26,共4页

设计一种新颖的六自由度并联微操作机器人，推导出其位置正反解方程并对其微位移传递性进行分析，为其合理结构布局形式的设计提供理论依据，这种微动机器人具有微位移解耦和微位移传递各向同性等优点。

关键词 六自由度微操作机器人 正交并联机构 位置分析

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新型6-PSS并联机器人工作空间分析 被引量：16

2

作者 金振林 王军 高峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第13期1088-1090,共3页

提出一种由 Stewart平台演绎而来的正交 6 - PSS并联机器人新机型 ,介绍其结构布局特点 ,基于位置反解及其结构约束条件 ,绘制其工作空间的轮廓图 ,并定量分析该并联机器人 RPY角和机构尺寸参数对其工作空间大小的影响 ,为该并联机器人... 提出一种由 Stewart平台演绎而来的正交 6 - PSS并联机器人新机型 ,介绍其结构布局特点 ,基于位置反解及其结构约束条件 ,绘制其工作空间的轮廓图 ,并定量分析该并联机器人 RPY角和机构尺寸参数对其工作空间大小的影响 ,为该并联机器人的设计与实用化提供理论依据。 展开更多

关键词 6自由度并联机器人 正交6-pss并联机器人 工作空间

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直线电机驱动六自由度并联机器人运动学标定研究

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作者 张鑫璐 刘志华 +2 位作者 蔡晨光 孔明 符磊 《计量学报》 北大核心 2025年第2期213-221,共9页

为了解决并联机器人运动学标定中由于位置和姿态量纲不统一而引起的寻优算法过程中迭代收敛速度慢问题,提出了对误差模型中位移和姿态函数数量级进行统一的方法。首先,以直线电机驱动的6-PSS并联机器人为研究对象,基于闭环矢量方程,通... 为了解决并联机器人运动学标定中由于位置和姿态量纲不统一而引起的寻优算法过程中迭代收敛速度慢问题,提出了对误差模型中位移和姿态函数数量级进行统一的方法。首先,以直线电机驱动的6-PSS并联机器人为研究对象,基于闭环矢量方程,通过降低在误差雅可比矩阵中位移函数和姿态函数的损失函数值构建无量纲化的运动学参数误差模型;其次,采用最小二乘算法辨识动静平台球铰铰链点、杆长、导轨方向向量在内的运动学参数误差,根据辨识结果进一步对控制模型的参数进行修正;最后,进行直线电机驱动的6-PSS并联机器人运动学标定实验,将AICON双目立体视觉装置放置于没有光线突变的室内环境中测量并联机器人末端执行器的实际位置和姿态,并将理论位置和姿态进行对比得到误差,进而对样机进行精度补偿。实验结果表明,经过运动学标定后,样机位置精度提升96.736%,姿态精度提升83.750%,精度补偿有效,验证了误差模型的有效性。 展开更多

关键词 并联机器人 6-pss 误差模型 最小二乘法 运动学标定

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新型6-PSS并联机器人的位姿误差分析 被引量：4

4

作者 李研彪 金振林 +1 位作者 王玉明 战丽娜 《机械设计》 CSCD 北大核心 2004年第10期18-20,共3页

在获得 6-PSS并联机构位置反解的基础上 ,考虑杆长、铰链位置、铰链间隙等各类主要误差源对终端误差的影响 ,推导出此新型机构的位姿误差模型 ,且应用蒙特卡洛技术分析了位姿误差的分布规律 ,为这种机器人的理论设计与精度补偿提供了理... 在获得 6-PSS并联机构位置反解的基础上 ,考虑杆长、铰链位置、铰链间隙等各类主要误差源对终端误差的影响 ,推导出此新型机构的位姿误差模型 ,且应用蒙特卡洛技术分析了位姿误差的分布规律 ,为这种机器人的理论设计与精度补偿提供了理论基础。 展开更多

关键词 并联机器人 位姿误差 蒙特卡洛模拟 6-pss 杆长 铰链位置 铰链间隙

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求一般6-SPS并联机器人机构的全部位置正解的混沌迭代方法 被引量：32

5

作者 罗佑新 黎大志 《工程设计学报》 CSCD 2003年第2期70-74,共5页

采用简单的牛顿迭代法迭代,并将非线性方程视为非线性的动力学系统,利用使系统产生混沌的Julia集的点求解方程的全部实数解,而Julia集的点在Jocobi矩阵行列式的值为零的解集的邻域内,给定矩阵的行列式的值的表达式的一些变量为已知,仅... 采用简单的牛顿迭代法迭代,并将非线性方程视为非线性的动力学系统,利用使系统产生混沌的Julia集的点求解方程的全部实数解,而Julia集的点在Jocobi矩阵行列式的值为零的解集的邻域内,给定矩阵的行列式的值的表达式的一些变量为已知,仅有一个变量未知,把它转化为一元非线性方程,进而求出一元非线性方程全部解.再在给定变量的邻域内取定给定变量,根据一元非线性方程的全部解以确定该变量的搜索范围,运用粗、精迭代法求解全部位置解.运用该算法编写了MATLAB程序,对一般机器人6-SPS机构的全部位置正解问题进行了研究,得出了Jocobi矩阵的通用表达式,从而得到了其全部位置正解,为实际的6-SPS机构的位置正解问题提供了全新的方法. 展开更多

关键词 6-SPS并联机器人机构 位置正解 混沌算法 牛顿迭代法 MATLAB程序 JULIA集 机构学

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新型正交并联机器人静力学分析 被引量：4

6

作者 金振林 赵现朝 范文刚 《燕山大学学报》 CAS 2002年第4期308-311,共4页

并联机器人的静力分析对其驱动器的选择与控制有重要意义。定义了一种六自由度正交三维平台并联机器人新机型的静力学传递性能评价指标,给出这些指标在定位姿工作空间内的分布情况,为该种六自由度正交并联机器人的进一步研究和实用化提... 并联机器人的静力分析对其驱动器的选择与控制有重要意义。定义了一种六自由度正交三维平台并联机器人新机型的静力学传递性能评价指标,给出这些指标在定位姿工作空间内的分布情况,为该种六自由度正交并联机器人的进一步研究和实用化提供理论基础。 展开更多

关键词 正交并联机器人 静力学传递性 工作空间

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球关节摆角对6-PSS并联机器人工作空间的影响 被引量：1

7

作者 魏明明 傅卫平 +1 位作者 张海山 王雯 《包装工程》 CAS 北大核心 2017年第3期104-108,共5页

目的分析球关节摆角对6-PSS并联机器人工作空间的影响,衡量机器人能否完成预期作业任务。方法利用圆柱坐标快速搜索算法,结合机器人逆解,对6-PSS并联机器人的最大工作空间边界进行搜索,分析球关节最大摆角对机器人工作空间的形状和体积... 目的分析球关节摆角对6-PSS并联机器人工作空间的影响,衡量机器人能否完成预期作业任务。方法利用圆柱坐标快速搜索算法,结合机器人逆解,对6-PSS并联机器人的最大工作空间边界进行搜索,分析球关节最大摆角对机器人工作空间的形状和体积的影响。结果计算结果表明,球关节摆角主要影响机器人可达工作空间在xy平面上的大小。球关节最大摆角在5°~16°,机器人可达工作空间边界的体积呈近似直线增加,在16°~19°增长趋于平缓,在19°之后保持不变。结论在其他参数保持不变的前提下,球关节轴承最大摆角在19°之后不影响6-PSS并联机器人工作的空间大小。 展开更多

关键词 6-pss并联机器人 运动学分析 工作空间 圆柱坐标快速搜索算法 球关节摆角

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一种6-PRRS并联机器人的神经网络控制 被引量：7

8

作者 赵杰 杨永刚 +1 位作者 刘玉斌 朱延河 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期514-517,共4页

针对6-PRRS并联机器人控制系统的非线性、耦合等特性,设计了神经网络控制器.此控制器采用分散控制策略,利用复合正交神经网络来消除并联机器人控制系统非线性、耦合的影响,学习系统的不确定信息作为前馈补偿使系统跟踪误差快速收敛,并采... 针对6-PRRS并联机器人控制系统的非线性、耦合等特性,设计了神经网络控制器.此控制器采用分散控制策略,利用复合正交神经网络来消除并联机器人控制系统非线性、耦合的影响,学习系统的不确定信息作为前馈补偿使系统跟踪误差快速收敛,并采用PID作为反馈控制保证系统的稳定性,从而实现6-PRRS并联机器人的快速、稳定轨迹跟踪.该控制器以离散的形式进行设计,结构简单、易于工程实现. 展开更多

关键词 并联机器人 复合正交神经网络 轨迹跟踪控制

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基于雅克比矩阵求解并联机器人位置正解方法 被引量：17

9

作者 米士彬 金振林 《燕山大学学报》 CAS 2011年第5期391-395,共5页

并联机器人位置正解一直是并联机器人研究的难点之一,本文提出了一种基于雅克比矩阵求解并联机器人位置正解的新方法,该方法利用并联机器人的初始位置及雅克比矩阵,能够快速求解并联机器人的位置正解,此法可用于并联机器人的实时控制。... 并联机器人位置正解一直是并联机器人研究的难点之一,本文提出了一种基于雅克比矩阵求解并联机器人位置正解的新方法,该方法利用并联机器人的初始位置及雅克比矩阵,能够快速求解并联机器人的位置正解,此法可用于并联机器人的实时控制。最后以求解6-PSS并联机器人正解为例,验证了该方法的可行性和正确性。 展开更多

关键词 位置正解 雅克比矩阵 6-pss并联机器人 迭代

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基于正交机构的机器人肩关节静力学分析与结构参数设计 被引量：16

10

作者 崔冰艳 金振林 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期77-82,共6页

为了增大机器人肩关节的工作空间和承载能力,改善机器人肩关节的通用性与适应性,提出一种基于3-RRR正交球面并联机构的新型机器人肩关节,并对机器人肩关节进行了静力学分析和结构参数设计。首先,应用虚功原理建立机器人肩关节的静力学... 为了增大机器人肩关节的工作空间和承载能力,改善机器人肩关节的通用性与适应性,提出一种基于3-RRR正交球面并联机构的新型机器人肩关节,并对机器人肩关节进行了静力学分析和结构参数设计。首先,应用虚功原理建立机器人肩关节的静力学传递方程;其次,利用矩阵理论中的范数知识,将力雅克比矩阵引入静力学性能评价指标中,定义了机器人肩关节的静力学性能评价指标和全域力矩性能评价指标,并绘制了静力学性能评价指标在工作空间内的性能图谱。建立了基于机器人肩关节全域力矩性能评价指标的目标优化函数,分析了目标优化函数与全域力矩性能评价指标的关系,并利用全域搜索法,得到了机器人肩关节的优化结构参数：中间杆WB的杆长为49.8~60 mm,连架杆AU的杆长为90~112 mm。分析结果表明,机器人肩关节在初始位置附近具有良好的静力学传递性,且其随着转角的增大而降低。最后,根据优化的结构参数设计了新型的机器人肩关节。 展开更多

关键词 机器人 肩关节 正交球面并联 全域力矩性能评价指标 目标函数

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6-SPS球平台并联机器人及其局部力和运动传递性能分析 被引量：6

11

作者 金振林 高峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2001年第1期63-66,共4页

提出一种 6-SPS球平台 6自由度正交并联机器人新机型 ,介绍其结构布局特点 ,对其局部力与运动传递性能及它们与机构几何参数关系进行分析 ,为其设计和实用化提供理论依据。分析结果表明 ,该球平台机构在正交位姿力和运动传递性能各向同... 提出一种 6-SPS球平台 6自由度正交并联机器人新机型 ,介绍其结构布局特点 ,对其局部力与运动传递性能及它们与机构几何参数关系进行分析 ,为其设计和实用化提供理论依据。分析结果表明 ,该球平台机构在正交位姿力和运动传递性能各向同性 ,特别适合于作为 6自由度微动操作机器人和 6维力传感器结构。 展开更多

关键词 6自由度并联机器人机构 球平台机构 正交位姿 各向同性 运动传递性质

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粒子群算法在六自由度并联机器人位置正解中的应用 被引量：11

12

作者 陈莉 张宏立 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2010年第8期86-90,共5页

对并联机器人运动学正解问题建立模型,利用粒子群算法的全局搜索能力,以一台并联机器人为对象进行研究,获得了其运动学正解,并利用Matlab软件进行仿真。根据仿真分析结果,总结出粒子群算法的优点:不仅体现了个体的经验,而且运用了群体... 对并联机器人运动学正解问题建立模型,利用粒子群算法的全局搜索能力,以一台并联机器人为对象进行研究,获得了其运动学正解,并利用Matlab软件进行仿真。根据仿真分析结果,总结出粒子群算法的优点:不仅体现了个体的经验,而且运用了群体的协作能力,是一种并行算法,收敛速度快,精度高,实用性强。 展开更多

关键词 粒子群算法 6-SPS并联机器人 运动学正解

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6PTRT型并联机器人运动学分析 被引量：4

13

作者 吕韫琦 高国琴 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第11期154-156,共3页

6PTRT型并联机器人具有较高的实用价值。根据6PTRT型并联机器人的自身机械特点和机构约束性建立了位置反解模型。提出利用一阶影响系数矩阵,基于位置反解方程,利用位置反解迭代的杆垂直移动距离逐次逼近真实移动距离的思路建立了位置正... 6PTRT型并联机器人具有较高的实用价值。根据6PTRT型并联机器人的自身机械特点和机构约束性建立了位置反解模型。提出利用一阶影响系数矩阵,基于位置反解方程,利用位置反解迭代的杆垂直移动距离逐次逼近真实移动距离的思路建立了位置正解模型。这种正解算法基于位置反解,所以相对简单易求。同时,用这种方法所求的解是机构在运动中可以实现的,这对于运动过程中计算机的实时控制和并联机器人的末端位姿的检测具重要的意义。 展开更多

关键词 6PTRT型并联机器人 位置反解 位置正解 迭代

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正交结构6-PP^+S并联机构的工作空间分析 被引量：1

14

作者 李庆兴 刘淑英 +1 位作者 范顺成 张建军 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期560-565,共6页

为简化机构运动学模型,提出了一种正交结构6-PP+S并联机构,利用封闭矢量法建立了运动学方程.基于机构运动学方程和运动副的结构约束,给出了基于运动学模型的动平台工作空间约束模型,求出了工作空间的形状,研究了动平台在给定机构参数下... 为简化机构运动学模型,提出了一种正交结构6-PP+S并联机构,利用封闭矢量法建立了运动学方程.基于机构运动学方程和运动副的结构约束,给出了基于运动学模型的动平台工作空间约束模型,求出了工作空间的形状,研究了动平台在给定机构参数下不同姿态的工作空间,并进一步考察了机构参数的变化对工作空间的影响.这些对正交结构6-PP+S并联机构的应用具有指导意义. 展开更多

关键词 正交结构 6-PP+S 并联机构 工作空间 约束模型

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六自由度液压并联机器人结构优化设计 被引量：2

15

作者 刘兰波 唐志勇 裴忠才 《机床与液压》 北大核心 2014年第23期119-121,共3页

一般的六自由度液压并联机器人的正解算法十分复杂。为此,针对6-3型并联液压机器人正运动学提出了快速的数值解法;采用数值方法对此6-3并联机器人的工作空间进行了分析;对液压并联机器人进行优化设计,并设计了一种新型的复合虎克铰,该... 一般的六自由度液压并联机器人的正解算法十分复杂。为此,针对6-3型并联液压机器人正运动学提出了快速的数值解法;采用数值方法对此6-3并联机器人的工作空间进行了分析;对液压并联机器人进行优化设计,并设计了一种新型的复合虎克铰,该结构较之传统的球铰具有转动范围大、使用寿命长、易维护等优势。 展开更多

关键词 6-3型液压并联机器人 正运动学 工作空间 复合虎克铰 结构优化

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新型机器人肩关节及其运动学分析 被引量：22

16

作者 金振林 曹舜 高峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第14期1639-1642,共4页

基于新型正交布置的3RRR球面并联机构,设计了一种机器人肩关节,介绍其结构布局特点,由几何关系推导了该肩关节的位置反解方程和雅可比矩阵,在给定约束条件下,绘制了肩关节的工作空间,定义了该种肩关节的灵巧度评价指标,并绘制了灵巧度... 基于新型正交布置的3RRR球面并联机构,设计了一种机器人肩关节,介绍其结构布局特点,由几何关系推导了该肩关节的位置反解方程和雅可比矩阵,在给定约束条件下,绘制了肩关节的工作空间,定义了该种肩关节的灵巧度评价指标,并绘制了灵巧度评价指标在工作空间上的分布图。该肩关节具有结构紧凑、解耦性好、加工及装配性好等特点,是一种较理想的人形机器人肩关节。 展开更多

关键词 肩关节 球面并联机器人 正交 工作空间 灵巧度

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正交-遗传试验算法的分析与应用 被引量：2

17

作者 马晓丽 马履中 周兆忠 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2005年第6期334-337,共4页

为了解决并联机器人机构的优化设计问题,提出一种基于正交试验设计法和遗传算法的优化方法.在简要讨论正交试验设计法和遗传算法的基本原理基础上,对两种方法的寻优算法、各个参数的对应关系作了比较分析,探讨了用正交表构造遗传算法中... 为了解决并联机器人机构的优化设计问题,提出一种基于正交试验设计法和遗传算法的优化方法.在简要讨论正交试验设计法和遗传算法的基本原理基础上,对两种方法的寻优算法、各个参数的对应关系作了比较分析,探讨了用正交表构造遗传算法中初始种群的方法.提出一种适用于设计变量多且适应度函数难求的“一代”正交-遗传试验法的思路和方法.将该方法应用于一种新型四自由度并联机器人机构的结构优化设计,得出以机构全域条件数为目标函数的机构结构优化尺寸方案.实例证明这种优化方法行之有效. 展开更多

关键词 正交试验设计法 遗传算法 正交表 初始种群 并联机器人机构

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3T-1R并联平台的工作空间分析与优化设计 被引量：17

18

作者 马晓丽 马履中 +1 位作者 周兆忠 蒯苏苏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第18期1938-1943,共6页

研究一种新型四自由度并联机器人机构的工作空间和优化设计。在三平移一转动并联平台位置反解模型基础上,分析了反解模型中约束动平台运动的因素。运用蒙特卡罗方法思想及三维网格搜索法得到机构的工作空间,分析了工作空间的几何性质。... 研究一种新型四自由度并联机器人机构的工作空间和优化设计。在三平移一转动并联平台位置反解模型基础上,分析了反解模型中约束动平台运动的因素。运用蒙特卡罗方法思想及三维网格搜索法得到机构的工作空间,分析了工作空间的几何性质。探讨了机构的全域条件数,并以它作为优化设计的目标函数。对正交试验设计法和遗传算法的寻优算法进行分析比较,提出一种设计变量多且适应度函数难求的正交—遗传试验法的优化方法,将这种方法应用于机构的优化设计中,获得优化工作空间性能的结构参数方案。实例证明这种优化方法行之有效。 展开更多

关键词 并联机器人机构 反解模型 工作空间 优化设计 正交试验设计法 遗传算法

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新型并联机床的柔度指标及其在工作空间内分布研究 被引量：4

19

作者 金振林 赵现朝 高峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期184-186,共3页

研究并联机床的柔度及其在工作空间内的分布情况 ,对并联机床的方案设计和使用有重要意义。对一种新颖的以 6 - SPS正交 3维平台机构为原型 6自由度并联机床的变形与力关系进行分析 ,基于柔度矩阵的子阵 ,提出该并联机床在任意位姿的 4... 研究并联机床的柔度及其在工作空间内的分布情况 ,对并联机床的方案设计和使用有重要意义。对一种新颖的以 6 - SPS正交 3维平台机构为原型 6自由度并联机床的变形与力关系进行分析 ,基于柔度矩阵的子阵 ,提出该并联机床在任意位姿的 4个柔度评价指标 ,并给出了这些评价指标在定位姿工作空间内的分布情况 ,为该并联机床的合理任务规划和因受力变形而产生的加工误差分析提供依据。 展开更多

关键词 6自由度并联机床 正交3维平台机构 柔度 分布 工作空间

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一种6URHS头颈部外骨骼系统动力学影响因素的分析 被引量：1

20

作者 施政 李鹏 +1 位作者 羊玢 周来 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第23期55-63,共9页

头颈部外骨骼系统是一种为虚拟现实交互设备—头盔显示器提供主动控制的系统。而该系统执行机构—6URHS平台的动力学特性是否能满足头部运动的要求,将会直接影响到整个系统的使用效果。针对执行机构结构的特殊性,建立了动力学模型,分析... 头颈部外骨骼系统是一种为虚拟现实交互设备—头盔显示器提供主动控制的系统。而该系统执行机构—6URHS平台的动力学特性是否能满足头部运动的要求,将会直接影响到整个系统的使用效果。针对执行机构结构的特殊性,建立了动力学模型,分析了影响外骨骼系统动力学特性的主要影响因素,设计了动平台质量等6因素3水平共18组正交试验,利用极差分析法对影响因素进行了定量比较分析。结果表明外筒惯量对6URHS并联平台的动力学特性影响最为明显,而外筒质量与外筒惯量的极差和比小于1/8,其对6URHS并联平台的影响最弱。 展开更多

关键词 头盔显示器 6URHS并联平台 动力学模型 正交试验

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