2T1R印花定位双模式并联机器人机构设计与分析

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作者 王琰 郭飞飞 +3 位作者 梁俊侨 闫刚 张楠 刘伟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期71-77,共7页

针对目前纺织印花重复叠印次数多时,印花装置重复定位精度不高的问题,提出一种新型的双模式2T1R并联定位机器人机构。通过机构完全解耦的特性设计该机构各部分支链的结构,用螺旋理论求解机构的运动螺旋系以分析机构的自由度,利用闭环矢... 针对目前纺织印花重复叠印次数多时,印花装置重复定位精度不高的问题,提出一种新型的双模式2T1R并联定位机器人机构。通过机构完全解耦的特性设计该机构各部分支链的结构,用螺旋理论求解机构的运动螺旋系以分析机构的自由度,利用闭环矢量法建立机构的运动学逆解方程,用MATLAB求解运动学逆解和正解,对比Adams虚拟样机的运动学仿真结果,验证所建立运动学方程的准确度。利用ANSYS分析机构的承载能力。结果表明,该双模式并联定位机构具有两移动一转动(2T1R)的自由度,可以实现预期的双模式定位运动,且受力时变形量较小。2T1R双模式并联定位机器人具有较好的运动学性能,可以实现精准的平面定位功能,完全解耦的结构特点使得机构的定位精度更高。该定位装置在纺织印花领域具有较好的应用前景。 展开更多

关键词 2T1R 并联机器人机构 完全解耦 运动学逆解

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2-RPU/UPRS并联机构的构型设计及性能分析

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作者 王欢 马春生 +1 位作者 贺阳涛 高宇杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期40-45,共6页

提出一种三杆四自由度的并联机构作为研究对象,通过对该机构进行分析观察此机构的运动性能。通过Solid Works进行简单的模型建立,绘制出其结构简图,并标注定坐标系及动坐标系,运用螺旋理论对此机构进行自由度分析,并结合修正后的G-K公... 提出一种三杆四自由度的并联机构作为研究对象,通过对该机构进行分析观察此机构的运动性能。通过Solid Works进行简单的模型建立,绘制出其结构简图,并标注定坐标系及动坐标系,运用螺旋理论对此机构进行自由度分析,并结合修正后的G-K公式进行自由度验证,通过闭环矢量法和修正后的DH法对该机构进行逆解计算,即根据动平台的位姿及其位置的关系,求出各杆的杆长伸长量和主动转动副的旋转量。基于MATLAB对工作空间进行求解,通过极限位置搜索法求出动平台的可达极限位置;然后,基于逆解建立雅可比矩阵。对结构上的主动副添加驱动,观察动平台在给定驱动下的仿真分析。当给予给定驱动后,该机构可按照理想运动运动轨迹运动,并且工作空间无断点,速度及加速度变化较平缓;最后,利用局部条件数LCI作为评价指标分析了机构的灵巧度,结果表明,2-RPU/UPRS并联机构具有结构简单,运动性能良好,工作空间内无奇异位型,可以更好地应用于包装工程领域。 展开更多

关键词 2-rpu/UPRS 并联机构 螺旋理论 工作空间 灵巧度

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2TPT-PTT并联机器人工作空间的研究 被引量：2

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作者 李兴山 蔡光起 《机械设计与制造》 2002年第4期69-70,共2页

提出了一种新型的2TPT-PTT三自由度并联机器人。对机器人工作空间边界面进行了研究,仿真出其工作空间。研究结果表明:该机构工作空间大,且不存在空洞,为并联机器人的机构设计提供了一定的理论基础。

关键词 并联机器人 工作空间 2TPT-PTT三自由度并联机器人 仿真

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新型6-(P-2P-S)并联机器人逆动力学仿真分析

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作者 张典范 金振林 高峰 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第23期7640-7643,共4页

针对一种新型6-(P-2P-S)并联机器人,介绍了该并联机器人初始正交位姿部分运动解耦的结构特点,推导出广义速度和系统内各刚体运动速度的运动学传递关系。应用拉格朗日方法分别对运动平台、连杆和驱动杆进行动力学计算,建立了该并联机器... 针对一种新型6-(P-2P-S)并联机器人,介绍了该并联机器人初始正交位姿部分运动解耦的结构特点,推导出广义速度和系统内各刚体运动速度的运动学传递关系。应用拉格朗日方法分别对运动平台、连杆和驱动杆进行动力学计算,建立了该并联机器人的动力学模型。该并联机器人动力学模型是一个多变量、变参数的非线性系统,完整编写了该动力学模型的仿真程序,进行了逆动力学仿真实例分析,研究了驱动力变化规律,验证了该机构部分运动解耦的结构特点,进而为该并联机器人的控制策略研究提供参考。 展开更多

关键词 6-(P-2P-S)并联机器人 运动解耦 拉格朗日方法 逆动力学仿真

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三自由度并联分拣机器人的动力学建模与仿真 被引量：3

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作者 崔冰艳 桂小庚 +1 位作者 曾鸿泰 李贺 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第3期218-225,共8页

目的 针对自动化生产线上分拣机器人的动力可控性问题,提出一种2UU-UPU三自由度并联分拣机器人,以提高分拣的精度可控性。方法 分析该机器人的机构自由度,以及各参数之间的关系,基于闭环矢量法建立并联机构的运动学逆解模型;利用拉格朗... 目的 针对自动化生产线上分拣机器人的动力可控性问题,提出一种2UU-UPU三自由度并联分拣机器人,以提高分拣的精度可控性。方法 分析该机器人的机构自由度,以及各参数之间的关系,基于闭环矢量法建立并联机构的运动学逆解模型;利用拉格朗日动力学方程推导该机器人的动力学表达式,并进行数值计算,采用Matlab Simulink和Adams进行动力学联合仿真,对理论值和仿真值进行误差分析。结果 揭示了该机器人动平台的运动规律,得到了驱动力矩曲线,理论值与仿真值的误差较小,3个驱动力矩的最大误差分别为0.379%、0.283%、0.146%。结论 通过验证可知,该机构具有较好的动力学特性,这为后续电机的选型和精准控制奠定了基础。 展开更多

关键词 2UU-UPU并联机构 分拣机器人 动力学 分拣精度

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2-RPU/SPR并联机构的多目标6Sigma稳健性优化

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作者 王南 池腾腾 +1 位作者 刘庆阳 周莎莎 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第2期61-63,67,共4页

将Isight软件的NSGA-Ⅱ方法应用于2-RPU/SPR并联机构的6Sigma稳健性优化。方法建立2-RPU/SPR并联机构的工作空间、运动学灵巧度、刚度、最大和最小承载能力五个性能指标,设置约束条件,运用Matlab软件编程,并用Isight软件进行集成,进行... 将Isight软件的NSGA-Ⅱ方法应用于2-RPU/SPR并联机构的6Sigma稳健性优化。方法建立2-RPU/SPR并联机构的工作空间、运动学灵巧度、刚度、最大和最小承载能力五个性能指标,设置约束条件,运用Matlab软件编程,并用Isight软件进行集成,进行确定性优化,得到优化解,在有噪声干扰的前提下,运用Isight对优化解进行6Sigma稳健性分析,进而运用NSGA-Ⅱ方法对这五个目标函数进行6Sigma稳健性优化。结果优化结果前后优劣对比,获得6Sigma稳健性优化后的良好结果。结论根据优化结果,并结合实际工况可选择最优设计参数,提高机构抗噪声干扰的能力,为高精密领域的包装机械提供一种高效直观的优化设计方法。 展开更多

关键词 Isight软件 NSGA-Ⅱ方法 2-rpu/SPR并联机构 6Sigma稳健性优化

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应用于药品包装生产线的2-UPR/RSPR并联机构的工作空间分析 被引量：10

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作者 米文博 马春生 +2 位作者 李瑞琴 尹晓秦 马振东 《包装工程》 CAS 北大核心 2021年第3期171-176,共6页

目的针对药品包装生产线后端对工人数量需求多、劳动强度大等问题,提出一种具有较大工作空间的2-UPR/RSPR并联机构,可应用于药品包装生产线的装箱和码垛环节。方法建立2-UPR/RSPR并联机构的螺旋矩阵,并应用G-K公式进行机构自由度的求解... 目的针对药品包装生产线后端对工人数量需求多、劳动强度大等问题,提出一种具有较大工作空间的2-UPR/RSPR并联机构,可应用于药品包装生产线的装箱和码垛环节。方法建立2-UPR/RSPR并联机构的螺旋矩阵,并应用G-K公式进行机构自由度的求解和验证,综合应用闭环矢量法和D-H法求解机构的运动学逆解。通过三维模型进行运动仿真获得机构的可达工作空间,联合使用SolidWorks和Matlab软件验证机构的工作空间。给出该机构在药品包装生产线上的应用实例。结果2-UPR/RSPR并联机构具有4个自由度,机构工作空间为双伞形,动平台最大执行角度可达90°,能满足药品包装的需求。结论2-UPR/RSPR并联机构应用于药品包装生产线的后端,不仅提高了包装效率,也提升了药品包装的智能化程度。 展开更多

关键词 2-upr/RSPR 并联机构 位置逆解 工作空间 药品包装

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一种用于物流快递分拣的2-RPU/2-SPU并联机构设计 被引量：3

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作者 樊文龙 李瑞琴 +2 位作者 王春臻 王志浩 刘建国 《包装工程》 CAS 北大核心 2022年第7期178-183,共6页

目的 针对目前大量的快递件需要进行分拣和搬运,为解决人力成本问题并提高物流线上的自动化程度,提出一种2-RPU/2-SPU并联机构。方法 用螺旋理论对此机构进行自由度分析,求出此机构的运动约束。通过闭环矢量法求出该机构的位置逆解和各... 目的 针对目前大量的快递件需要进行分拣和搬运,为解决人力成本问题并提高物流线上的自动化程度,提出一种2-RPU/2-SPU并联机构。方法 用螺旋理论对此机构进行自由度分析,求出此机构的运动约束。通过闭环矢量法求出该机构的位置逆解和各个支链间的相互约束条件。通过逆解和约束对该机构的运动进行仿真,求出此机构的可达工作范围。结果 2-RPU/2-SPU并联机构具有两转两移(2R2T)4个自由度,分别是沿y_(a)轴移动,沿z_(a)轴移动,绕x_(a)轴转动,绕y_(a)轴转动,动作较灵活,工作空间范围较大,并且在机构运动过程中没有出现奇异位形的情况。结论 2-RPU/2-SPU并联机构具有较大的工作范围,可以在物流线上进行分拣工作,并且在分拣过程中可以实现快速、精准控制,工作过程较灵活,运动性能良好,其中2R2T的运动性能能更好地适应分拣机构斜置时的分拣。 展开更多

关键词 2-rpu/2-SPU 并联机构 逆运动学 工作空间 物流分拣

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基于两种建模方法的冗余并联机器人的动力学对比研究 被引量：7

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作者 郝亮亮 刘小娟 +1 位作者 杜婷 闫献国 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第11期33-39,共7页

提出一种新型2-UPR/2-RPU冗余并联机器人并以其为研究对象,采用螺旋理论和拉格朗日法两种方法对其进行动力学建模与动力学对比研究。首先,采用封闭矢量法在全局坐标系下建立2-UPR/2-RPU并联机器人的运动学反解方程。其次,采用拉格朗日... 提出一种新型2-UPR/2-RPU冗余并联机器人并以其为研究对象,采用螺旋理论和拉格朗日法两种方法对其进行动力学建模与动力学对比研究。首先,采用封闭矢量法在全局坐标系下建立2-UPR/2-RPU并联机器人的运动学反解方程。其次,采用拉格朗日法求解了并联机器人各构件的速度关系并建立了其动力学模型。然后,采用螺旋理论对并联机器人4个支链中各关节和杆件的速度和加速度进行分析,同时结合虚功原理建立并联机器人的动力学模型。最后,以并联机器人动力学模型为基础,在MATLAB中编程得到并联机构的算法,求解得到了基于螺旋理论和拉格朗日方程建立的动力学模型各支链驱动力数值仿真结果,并通过与ADAMS软件的动力学仿真结果进行仿真验证和误差分析。结果表明:螺旋理论建立的动力学模型精度相对较高、方法方便且计算简单、更适用于少自由度并联机构动力学模型的建立和机构动力学的控制。极大地提高了2-UPR/2-RPU并联机器人响应速度和控制精度,满足磨床打磨曲面的精度要求,为机构的实践应用提供了可靠的理论依据并奠定了重要基础。 展开更多

关键词 2-upr/2-rpu并联机器人 螺旋理论 拉格朗日方程 误差分析

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平面绳索牵引并联机器人静态刚度 被引量：5

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作者 王克义 孟浩 +1 位作者 张立勋 郭培培 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1112-1116,共5页

以平面绳索牵引并联机器人为对象,对动平台的静态刚度进行理论分析和仿真研究.针对平面1R2T绳索牵引机构模型,建立系统静态力螺旋平衡方程,通过微分变换推导动平台静态刚度表达式,得出影响系统静态刚度的因素为绳索拉伸刚度和绳索拉力,... 以平面绳索牵引并联机器人为对象,对动平台的静态刚度进行理论分析和仿真研究.针对平面1R2T绳索牵引机构模型,建立系统静态力螺旋平衡方程,通过微分变换推导动平台静态刚度表达式,得出影响系统静态刚度的因素为绳索拉伸刚度和绳索拉力,且两者的影响是相互耦合的.通过有限元软件ANSYS建立了平面绳索牵引并联机器人模型,根据等效静态刚度定义,仿真了不同绳索布置方案和不同绳索最小拉力情况下动平台的静态刚度,得出在绳索最小拉力较小时,随着绳索最小拉力的增大,动平台的等效静态刚度增大,绳索拉力对系统静态刚度影响作用表现明显;而绳索最小拉力增大到一定程度时,其几乎无影响作用. 展开更多

关键词 1R2T 绳索牵引 并联机器人 静态刚度 有限元法

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2TPT-PTT并联机床运动学研究 被引量：2

11

作者 李兴山 孙奕澎 蔡光起 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期1000-1003,共4页

提出了一种新型的 2TPT -PTT三平移自由度并联机床构型·建立了运动学方程 ,给出运动学方程的正、逆解·通过对雅可比矩阵及其逆矩阵的研究 ,分析了机构的奇异性及各杆的速度·在Solidworks和visualNastrandesktop环境下建... 提出了一种新型的 2TPT -PTT三平移自由度并联机床构型·建立了运动学方程 ,给出运动学方程的正、逆解·通过对雅可比矩阵及其逆矩阵的研究 ,分析了机构的奇异性及各杆的速度·在Solidworks和visualNastrandesktop环境下建立其三维实体运动模型 ,并对各杆在三维空间内速度变化做了进一步研究·研究结果表明 :对运动学方程所求正、逆解及雅可比矩阵正确 ,该机构具有结构紧凑、运动平稳、不存在奇异点、易于控制等优点 ,为并联机床的机构设计提供了一定的理论基础· 展开更多

关键词 2TPT-PTT并联机床 运动学 雅可比矩阵 速度 奇异性 三维实体模型 并联机器人

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2-RRU&RSR并联机构运动学传动性能分析

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作者 张超 李彬 《机床与液压》 北大核心 2018年第21期65-69,共5页

以2-RRU&RSR并联机构为研究对象,通过矢量方程法对机构进行位置逆解研究,得到相应的运动学方程。利用螺旋理论建立机构的雅可比矩阵,并通过对机构支链输出传动效率指数的定义对机构的运动学传动性能进行研究。

关键词 2-RRU&RSR并联机器人 运动分析 雅可比矩阵 传动性能

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一类可重组模块化少自由度并联机器人 被引量：6

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作者 李秦川 黄真 《机电工程》 CAS 2003年第5期165-167,共3页

提出了一类可重组的模块化少自由度并联机器人,其分支运动链都由单自由度运动副构成,具有相同的模块化结构,通过改变分支运动链自身和相互之间的结构关系,可以得到三自由度、四自由度和五自由度的并联机器人。由于分支运动链中不含有闭... 提出了一类可重组的模块化少自由度并联机器人,其分支运动链都由单自由度运动副构成,具有相同的模块化结构,通过改变分支运动链自身和相互之间的结构关系,可以得到三自由度、四自由度和五自由度的并联机器人。由于分支运动链中不含有闭环子链和复合铰链,使制造成本降低且容易保证精度。 展开更多

关键词 可重组模块化少自由度并联机器人 机械结构 2R球面子链 模块化 自由度

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6PM2六轴混联数控镗铣床采用立铣刀曲面加工的研究

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作者 彭中波 黄玉美 +2 位作者 高峰 史文浩 程祥 《机床与液压》 北大核心 2003年第6期161-162,共2页

在深入分析 6PM2六轴混联数控镗铣床的串并联混合结构的基础上 ,研究了混联机床的运动方程式及其运动解析 ,根据该算法 ,给出了采用立铣刀进行曲面加工的实例来验证所提出的加工理论及算法的正确性和可行性。

关键词 6PM2六轴混联数控镗铣床 立铣刀 曲面加工 混联机床 虚拟轴机床 并联机器人

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一种四自由度并联机构运动学及传动性能分析 被引量：3

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作者 张超 李彬 赵新华 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第9期244-248,共5页

以2-RPU&2-SPS并联机构为研究对象,首先借助螺旋理论对机构的自由度的数目和属性进行了分析,该机构可实现空间两转动和两平动运动(2R2T)。在此基础上对机构的位置正反解进行了研究,对于机构位置反解,给定机构独立运动参数可获得其... 以2-RPU&2-SPS并联机构为研究对象,首先借助螺旋理论对机构的自由度的数目和属性进行了分析,该机构可实现空间两转动和两平动运动(2R2T)。在此基础上对机构的位置正反解进行了研究,对于机构位置反解,给定机构独立运动参数可获得其显式表达;对于机构正解,可通过求解非线性方程组获得其数值解。另外,通过建立机构的雅克比矩阵,并利用机构支链输出传动效率指标对机构的运动学传动性能进行研究,为后续机构样机开发与实际应用奠定理论基础。 展开更多

关键词 2-rpu&2-SPS并联机器人 运动分析 雅克比矩阵 传动性能

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