改进型平面可重构3-RRR并联机构输出灵敏度分析

1

作者 沙鑫美 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第3期460-464,共5页

以可重构3-RRR平面并联机构为研究对象,用运动链约束应用于精密平面可重构3-RRR并联机构,以解决其驱动与控制复杂、能耗大的问题。可重构3-RRR平面并联机构的逆运动学方程采用封闭矢量法建立求解方程,在此基础上,以构件参数为影响因素,... 以可重构3-RRR平面并联机构为研究对象,用运动链约束应用于精密平面可重构3-RRR并联机构,以解决其驱动与控制复杂、能耗大的问题。可重构3-RRR平面并联机构的逆运动学方程采用封闭矢量法建立求解方程,在此基础上,以构件参数为影响因素,建立了可重构并联机构构件参数与输出参数的灵敏度函数映射模型。用Matlab对机构的函数模型进行了灵敏度正交实验仿真分析,得到了其数值模拟结果。分析结果表明:构件参数对机构末端输出参数的影响方向及灵敏度方向具有一致性,为改进型平面可重构3-RRR并联机构的参数设计及运动位置精度设计提供有效的参考依据。 展开更多

关键词 改进型3-rrr平面并联机构 逆运动学 误差灵敏度分析

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平面3-RRR柔性并联机器人残余振动主动控制 被引量：11

2

作者 张清华 张宪民 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期232-237,266,共7页

对平面3-RRR柔性并联机器人残余振动主动控制问题进行了研究。基于有限元法和拉格朗日方程,建立了带压电陶瓷制动器和传感器的智能梁单元的运动方程。考虑刚体运动和弹性变形运动的约束关系,通过组装,形成了3-RRR柔性并联机器人系统的... 对平面3-RRR柔性并联机器人残余振动主动控制问题进行了研究。基于有限元法和拉格朗日方程,建立了带压电陶瓷制动器和传感器的智能梁单元的运动方程。考虑刚体运动和弹性变形运动的约束关系,通过组装,形成了3-RRR柔性并联机器人系统的运动学方程,基于模态理论把物理空间下描述的高阶运动方程变换到模态空间下的低阶模态方程。根据导出的低阶模态方程,设计了应变速度反馈控制器和最优状态反馈控制器,数值仿真结果表明:两种控制器都能有效地抑制系统的残余振动。同时,相对于应变速度反馈控制,最优状态反馈控制能以更低的控制输入电压取得更好的控制效果。 展开更多

关键词 平面3-rrr柔性并联机器人 振动主动控制 模态理论

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平面3-■RR刚柔耦合并联机器人逆动力学研究 被引量：1

3

作者 赵新华 王嘉斌 +3 位作者 刘凉 张青云 戴腾达 史晨阳 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第11期6-13,共8页

以平面3-RRR刚柔耦合并联机器人为研究对象,研究了其逆动力学模型和数值迭代求解算法。以绝对节点坐标法描述并联机器人中的柔性梁单元,并以自然坐标法描述其他刚性构件,基于拉格朗日原理构建了刚柔耦合系统的逆动力学模型。采用了缩减... 以平面3-RRR刚柔耦合并联机器人为研究对象,研究了其逆动力学模型和数值迭代求解算法。以绝对节点坐标法描述并联机器人中的柔性梁单元,并以自然坐标法描述其他刚性构件,基于拉格朗日原理构建了刚柔耦合系统的逆动力学模型。采用了缩减积分的方法来分割应变能以规避泊松闭锁问题,应用不变矩阵来提高求解运算速度。以S-型加减速圆周轨迹为算例,结合generalized-Alpha法与牛顿迭代法来求解并联机器人的逆动力学模型。试验迭代结果满足设定精度要求,所求柔性梁中点处最大横向变形为4.701 mm,其剪切角的变化规律具有对称性,驱动关节角速度与理想刚性模型相比变化明显,驱动关节变量的变化规律比较平滑,由此验证了建模方法、求解算法的正确性和使用S-型加减速的必要性,对将来控制具有重要的理论意义。 展开更多

关键词 3-rrr平面并联机器人 刚柔搞合 绝对节点坐标 自然坐标 不变姐阵 generalized-Alpha法

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最优化3-RRR球面并联机器人路径规划方法 被引量：1

4

作者 陶宗杰 安琦 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期267-272,共6页

针对3-RRR球面机器人进行了路径规划方法的讨论,将一种快速寻找最短路径的橡皮筋算法推广到了三维空间,并编制了伪代码。对机器人运动学方程进行了计算分析,得到了其工作空间点云模型。根据其可定向性周期空间的拓扑特性,确定最短路径... 针对3-RRR球面机器人进行了路径规划方法的讨论,将一种快速寻找最短路径的橡皮筋算法推广到了三维空间,并编制了伪代码。对机器人运动学方程进行了计算分析,得到了其工作空间点云模型。根据其可定向性周期空间的拓扑特性,确定最短路径找寻方向。通过4组算例验证了能量最省路径规划方法的可行性,并给出了各自的点云图,以及1组电机转角的变化曲线。 展开更多

关键词 路径规划 3-rrr球面并联机器人 点云模型 橡皮筋算法 周期空间

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3-DOF平面并联机器人的类型分析与运动学 被引量：1

5

作者 刘平安 方跃法 《机床与液压》 北大核心 2005年第9期14-16,共3页

根据3-DOF平面并联机器人过渡关节为转动关节或移动关节,推知其过渡(关节)变量为转动变量或移动变量,将其分为两种类型,即过渡变量为转动变量的第一类和过渡变量为移动变量的第二类平面并联机器人。并导出了各类型具有的标准运动学模型... 根据3-DOF平面并联机器人过渡关节为转动关节或移动关节,推知其过渡(关节)变量为转动变量或移动变量,将其分为两种类型,即过渡变量为转动变量的第一类和过渡变量为移动变量的第二类平面并联机器人。并导出了各类型具有的标准运动学模型及其解的结构。类型一的运动学正解为一元六次方程,最多有六组解;类型二的为一元二次方程,最多有两组解。反解运动学模型为一元二次方程或有惟一解。 展开更多

关键词 3-DOF平面并联机器人 机构分类 运动学 过渡关节变量

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六自由度3-RRRS并联机器人机构位姿正逆解

6

作者 钱瑞明 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 2000年第5期56-60,共5页

提出一种六自由度 3RRRS并联机器人机构 ,建立了位姿正逆解的解析表达式 ,其中位姿正解有 4组 ,位姿逆解有 8组 .

关键词 六自由度 并联机器人 3-rrrS机构 位姿正逆解

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3-RRR平面并联机构模糊PID控制虚拟仪器设计 被引量：5

7

作者 刘霞 单宁 +1 位作者 王青 武新伟 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期565-572,共8页

平面3-RRR机构的运动精度问题严重制约着它在工程领域的应用.为有效提高该机构运动精度,基于模糊PID控制算法建立3-RRR平面并联机构运动误差实时控制系统,搭建机构运动误差控制实验平台,研制模糊PID控制系统的LabVIEW虚拟仪器软件以开... 平面3-RRR机构的运动精度问题严重制约着它在工程领域的应用.为有效提高该机构运动精度,基于模糊PID控制算法建立3-RRR平面并联机构运动误差实时控制系统,搭建机构运动误差控制实验平台,研制模糊PID控制系统的LabVIEW虚拟仪器软件以开展机构运动误差实时控制实验研究.结果表明:该系统可以实时控制机构运动误差,提高机构运动精度,且算法较为简单;开发的测控虚拟仪器软件具有界面友好、操作简单、灵活性强、功能易于扩展、智能化程度高等优点. 展开更多

关键词 平面并联机构 3-rrr机构 模糊PID控制 运动精度 虚拟仪器

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3-RRR平面并联机构模糊PID控制系统研究 被引量：5

8

作者 刘霞 单宁 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第6期854-858,共5页

平面并联机构以其优异的性能在工程领域得到广泛应用,为有效提高机构运动精度,提出了基于模糊PID控制算法的3-RRR平面并联机构实时控制方法。在分析模糊PID控制原理的基础上,建立3-RRR平面并联机构模糊PID控制系统模型,搭建机构控制实... 平面并联机构以其优异的性能在工程领域得到广泛应用,为有效提高机构运动精度,提出了基于模糊PID控制算法的3-RRR平面并联机构实时控制方法。在分析模糊PID控制原理的基础上,建立3-RRR平面并联机构模糊PID控制系统模型,搭建机构控制实验装置,实验研究了机构运动精度的实时控制。结果表明,对3-RRR平面并联机构施加模糊PID控制后,机构角位移误差最大值为2.1°,降幅达53%以上;建立的模糊PID控制系统能够用于机构运动精度实时控制,有效降低机构角位移误差,算法简单,实时性较好。 展开更多

关键词 机构 3-rrr平面并联机构 模糊控制 实时控制 运动精度

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考虑干涉的平面3-RRR并联机构的最优化工作空间设计 被引量：5

9

作者 陶宗杰 安琦 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期239-244,共6页

根据干涉对平面机构工作空间的影响,利用避免干涉设计方法,以平面3-RRR型并联机构为研究对象,建立了一种具有最大化工作空间的新型平面3-RRR并联机构,并对该机构进行数学建模分析。在建立杆件的运动模型的基础上,得到了机构干涉产生的条... 根据干涉对平面机构工作空间的影响,利用避免干涉设计方法,以平面3-RRR型并联机构为研究对象,建立了一种具有最大化工作空间的新型平面3-RRR并联机构,并对该机构进行数学建模分析。在建立杆件的运动模型的基础上,得到了机构干涉产生的条件,通过数值计算方法,得到杆件形状系数α1和α2变化对平面并联机构空间范围的影响规律。数值模拟了该新型平面机构的工作空间范围曲面,计算绘制了空间干涉范围图形。此外,使用解析方法对该机构的奇异位形进行了分析。解决了最小化机构运动干涉的问题,对机构运动空间进行了最优化,该最优化设计方法也可以应用于其他平面机构。 展开更多

关键词 工作空间 平面3-rrr并联机构 干涉 优化方法

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平面3-RRR并联机构的自激振动实验研究 被引量：1

10

作者 刘胜 邱志成 张宪民 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期24-30,67,共8页

从平面3-RRR并联机构的位形和关节驱动两方面,研究了位形的奇异性和驱动电机的伺服增益对机器人自激振动现象的影响.首先建立了平面3-RRR并联机构的运动约束方程,求导得到速度约束方程和加速度约束方程,给出位置、速度、加速度的正、逆... 从平面3-RRR并联机构的位形和关节驱动两方面,研究了位形的奇异性和驱动电机的伺服增益对机器人自激振动现象的影响.首先建立了平面3-RRR并联机构的运动约束方程,求导得到速度约束方程和加速度约束方程,给出位置、速度、加速度的正、逆解,利用速度雅可比矩阵分析奇异特性;然后搭建了实验系统,分析驱动电机的控制原理,分别测试在奇异位形和非奇异位形的自激振动,通过传感器测试驱动关节的位移、速度和加速度,并进行正解得到动平台的位置和加速度,正解得到的加速度与动平台实测加速度吻合较好;最后通过调整驱动电机的伺服增益避免了非奇异位形处的自激振动. 展开更多

关键词 机器人 平面3-rrr并联机构 自激振动 奇异性 伺服系统

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3自由度并联机器人运动学及轨迹规划研究 被引量：4

11

作者 刘平安 方跃法 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期103-106,共4页

论述了3自由度平面并联机器人的6种基本结构类型:RRR、PRR、RPR-Ⅰ、RPR-Ⅱ、RRP和PRP,以及其运动学求解的共性和个性问题.以RPR-Ⅱ型并联机器人为例采用MATLAB6.1完成了其轨迹规划器的设计,实现了系统中任何构件在运动过程的位移、速... 论述了3自由度平面并联机器人的6种基本结构类型:RRR、PRR、RPR-Ⅰ、RPR-Ⅱ、RRP和PRP,以及其运动学求解的共性和个性问题.以RPR-Ⅱ型并联机器人为例采用MATLAB6.1完成了其轨迹规划器的设计,实现了系统中任何构件在运动过程的位移、速度、加速度到关节力、驱动力的图线输出,并提出了采用直线加抛物线过渡仍可满足给定起始点和目标点速度要求的轨迹规划方法. 展开更多

关键词 3自由度 机器人运动学 规划研究 平面并联机器人 MATLAB 轨迹规划器 结构类型 运动过程 规划方法 RRR PRP 加速度 驱动力 目标点 起始点 可满足 抛物线 构件 关节

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可重构单驱动3-RRR平面并联机构连杆曲线与姿态的数值解法 被引量：5

12

作者 李庠 李瑞琴 +1 位作者 李辉 宁峰平 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1074-1082,共9页

针对3自由度3-RRR平面并联机构驱动与控制复杂、能耗大的问题,利用平行四边形运动链将其约束为单驱动3-RRR平面并联机构。通过数值解法计算单驱动3-RRR平面并联机构的连杆曲线与姿态,并分析重构对连杆曲线与姿态的影响。基于Freudenstei... 针对3自由度3-RRR平面并联机构驱动与控制复杂、能耗大的问题,利用平行四边形运动链将其约束为单驱动3-RRR平面并联机构。通过数值解法计算单驱动3-RRR平面并联机构的连杆曲线与姿态,并分析重构对连杆曲线与姿态的影响。基于Freudenstein方程推导该机构的输入-输出方程;采用迭代算法建立方程的数值求解方法;通过改变机构的初始输入角,提出一种机构构型的可重构方法。给出一组机构参数作为数值算例,求解得到机构的两种构型,称为构型Ⅰ和构型Ⅱ,以构型Ⅰ为算例,计算得到构型Ⅰ重构前后的连杆曲线与姿态随输入角变化的规律。结果表明:理论曲线与仿真曲线相吻合,验证了求解方法的正确性;重构能够显著改变构型Ⅰ连杆曲线与姿态。 展开更多

关键词 3-rrr平面并联机构 单驱动 输入-输出方程 可重构 连杆曲线

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平面3-■RR并联机构过约束分析及自调结构设计 被引量：4

13

作者 黄勇刚 黄茂林 +1 位作者 杜力 冉瑞利 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期303-306,共4页

分析了平面3-RRR三自由度并联机构中存在的过约束及其有害影响,详细讨论了在保证3-RRR并联机构平面运动特性的情况下无过约束自调结构的设计问题,得出了几种新的平面三自由度并联机构运动副配置方案,深入分析了2-RCS-RRR结构的自调特性。

关键词 过约束 平面3-rrr并联机构 自调结构 自调位移规律

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基于执行器能量消耗的并联机器人优化 被引量：1

14

作者 陈珂 柯文德 +1 位作者 刘美 张良均 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2015年第6期449-454,共6页

并联机器人在执行任务过程中的能量消耗特别严重,为此本文以其3个主动执行器的电能消耗最小化为目标对3-RRR平面并联机器人进行尺度优化。在3-RRR机构运动学分析的基础上推导出机构的逆运动学方程,分析了3-RRR机构常见的4种工作模式。... 并联机器人在执行任务过程中的能量消耗特别严重,为此本文以其3个主动执行器的电能消耗最小化为目标对3-RRR平面并联机器人进行尺度优化。在3-RRR机构运动学分析的基础上推导出机构的逆运动学方程,分析了3-RRR机构常见的4种工作模式。采用粒子群算法确定3-RRR机构的连杆和平台质量的最优值。根据优化结果进行仿真和对比分析,结果表明,在4种工作模式下,优化后执行器的力矩值均较小,消耗的电能得以降低,其中工作模式2的性能最佳,在执行相同的轨迹跟踪任务时,其执行器跟踪误差收敛较快,消耗的能量最少。 展开更多

关键词 机器人 并联机器人 3-rrr机构 逆运动学 执行器 能耗 粒子群优化算法 仿真

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平面3-DOF并联手指的计算机控制系统总体设计

15

作者 牟德君 《燕山大学学报》 CAS 2005年第1期51-54,共4页

针对平面3-DOF并联手指机构的任务要求,对并联机器人分布式计算机控制系统的结构进行了分析,提出了平面3-DOF并联手指的分布式计算机控制系统方案。

关键词 并联机构 计算机控制 分布式系统 并联机器人 平面3-DOF

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