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基于内外嵌套并联机构的6自由度多姿态3D打印机设计与分析
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作者 程瑶 许文斌 刘云阳 《机械设计》 北大核心 2025年第1期62-69,共8页
针对目前熔融沉积(FDM)型3D打印机无法实现多姿态打印的问题,文中设计了一种基于内外嵌套并联机构的6自由度多姿态3D打印机,并对其进行运动学分析。该3D打印机以内嵌套(3-PSSSS)和外嵌套(3-PRS)并联机构为主体,末端执行器在内并联机构... 针对目前熔融沉积(FDM)型3D打印机无法实现多姿态打印的问题,文中设计了一种基于内外嵌套并联机构的6自由度多姿态3D打印机,并对其进行运动学分析。该3D打印机以内嵌套(3-PSSSS)和外嵌套(3-PRS)并联机构为主体,末端执行器在内并联机构直接控制和外并联机构间接控制下实现多姿态打印。基于螺旋理论,分别分析内外并联机构的自由度,再整合分析内外嵌套并联机构的自由度,验证其具有四平动二转动的6自由度运动特性。利用解析矢量法建立并联机构的逆解运动学模型,并对支链运动进行分析,阐明了驱动移动副对支链连杆和下动平台的作用;利用运动学仿真分析软件进行仿真,通过分析仿真中下动平台标记点的轨迹和运动学数据,验证了该机构应用于3D打印机多姿态打印方案的可行性。内外嵌套并联机构具有多姿态转角和良好运动学特性,解决了3D打印机多姿态打印的问题,为基于嵌套并联机构的3D打印机多姿态打印问题提供了一种可行的方案。 展开更多
关键词 内外嵌套并联机构 6自由度 运动学模型 多姿态3D打印机
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确定6自由度6-3-3并联机构位置正解的数值方法 被引量:5
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作者 高洪 赵韩 吕新生 《机械设计》 CSCD 北大核心 2006年第4期29-32,共4页
首先,基于机构学理论和6自由度6-3-3并联机构的基本几何关系,利用MATLAB符号数学计算工具箱得到了求该机构正向位移解的非线性方程组。接着将该方程组的求解问题转化为非线性最小二乘问题,使用MATLAB优化工具箱库函数lsqnonlin求出了具... 首先,基于机构学理论和6自由度6-3-3并联机构的基本几何关系,利用MATLAB符号数学计算工具箱得到了求该机构正向位移解的非线性方程组。接着将该方程组的求解问题转化为非线性最小二乘问题,使用MATLAB优化工具箱库函数lsqnonlin求出了具有明确工程意义的正向位移解。最后,给出了一个算例。 展开更多
关键词 6自由度63—3并联机构 正向位移分析 符号数学计算工具箱 非线性最小二乘问题 优化工具箱
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6-3-3并联机构部分工作空间奇异性分析与仿真 被引量:9
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作者 高洪 赵韩 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期2370-2373,共4页
建立了6自由度6-3-3并联机构的运动学逆解模型,给出了该机构奇异性判别矩阵。基于其运动学逆解和奇异性判别矩阵行列式数值是否为零,提出了对该机构部分工作空间进行奇异性仿真的方法并使用MATLAB语言开发了该机构部分工作空间奇异性仿... 建立了6自由度6-3-3并联机构的运动学逆解模型,给出了该机构奇异性判别矩阵。基于其运动学逆解和奇异性判别矩阵行列式数值是否为零,提出了对该机构部分工作空间进行奇异性仿真的方法并使用MATLAB语言开发了该机构部分工作空间奇异性仿真程序。最后给出了四个算例。研究为该并联机构的轨迹规划提供了技术基础。 展开更多
关键词 6自由度6-3—3并联机构 逆运动学 奇异性 仿真 MATLAB语言
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6-3-3并联机构尺度的优化综合 被引量:4
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作者 高洪 蒋璇 +1 位作者 肖平 张海涛 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第8期57-60,共4页
提出了以满足6-3-3并联机构使用功能为准则的尺度综合优化建模方法,即以功能要求的任务轨迹为动平台运动规划路径,以尺度参数和任务轨迹在工作空间的定位参数为设计变量,以机构空间结构尽可能紧凑,而工作空间尽可能大为目标函数、工作... 提出了以满足6-3-3并联机构使用功能为准则的尺度综合优化建模方法,即以功能要求的任务轨迹为动平台运动规划路径,以尺度参数和任务轨迹在工作空间的定位参数为设计变量,以机构空间结构尽可能紧凑,而工作空间尽可能大为目标函数、工作空间涵盖任务轨迹、主动件移动范围和关节转角不超过设定极限值为约束,建立优化模型并通过软件编程实现该模型的求解。最后,给出了一个算例。 展开更多
关键词 6-3-3并联机构 尺度综合 任务轨迹 优化建模
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一种新型3P-6SS并联机构的运动控制 被引量:2
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作者 郭磊 甘东明 +1 位作者 廖启征 魏世民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1013-1015,1071,共4页
提出了一种新型的3P-6SS并联机构,计算了其运动学反解。制作了这种并联机构的实物样机,并搭建了该并联机构的控制系统。基于数字信号处理器(DSP)编写了控制程序,并使用3P-6SS并联机构的实物样机进行了实验。在无抬笔、落笔控制的情况下... 提出了一种新型的3P-6SS并联机构,计算了其运动学反解。制作了这种并联机构的实物样机,并搭建了该并联机构的控制系统。基于数字信号处理器(DSP)编写了控制程序,并使用3P-6SS并联机构的实物样机进行了实验。在无抬笔、落笔控制的情况下,该并联机构写出了有联笔的字母"BUPT";在有抬笔、落笔控制时,该机构写出了无连笔的数字"2008"。实验结果表明了反解算法的正确性和控制系统的有效性。 展开更多
关键词 3P-6SS并联机构 位置反解 运动控制 数字信号处理器
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6—3—3并联机构工作空间分析与仿真 被引量:7
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作者 高洪 赵韩 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第24期5806-5808,共3页
提出了6-3-3并联机构在给定姿态下工作空间分析的计算机仿真方法,该方法要点是:对给定的三维空间,不需拆解支链杆,只需使用三维搜索法遍历该空间,基于该机构逆位移解,结合滑块运动范围、球铰链半锥角最大值、奇异性条件和支链干涉动画检... 提出了6-3-3并联机构在给定姿态下工作空间分析的计算机仿真方法,该方法要点是:对给定的三维空间,不需拆解支链杆,只需使用三维搜索法遍历该空间,基于该机构逆位移解,结合滑块运动范围、球铰链半锥角最大值、奇异性条件和支链干涉动画检验,即可排除该三维空间中位姿不可能点,同时显示其中位姿可能点集——工作空间边界三维图形,作为推论还给出了使用工作空间截交面检验其内部是否存在空腔的方法。为6-3-3并联机构的设计和轨迹规划提供了基础。 展开更多
关键词 6-3-3并联机构 工作空间 逆位移解 三维搜索 工作空间边界 内部空腔
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4-RRR冗余并联机构的运动学分析 被引量:2
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作者 张浩强 《机床与液压》 北大核心 2017年第7期154-157,共4页
针对4-RRR冗余并联机构的输入及输出构件间的位置关系展开研究。基于运动螺旋理论,分析了该机构的自由度性质,并确定了主动副的位置;建立了机构的逆运动学方程及正运动学方程,并对给定运动平台的位姿进行了数值计算,以验证所建立方程的... 针对4-RRR冗余并联机构的输入及输出构件间的位置关系展开研究。基于运动螺旋理论,分析了该机构的自由度性质,并确定了主动副的位置;建立了机构的逆运动学方程及正运动学方程,并对给定运动平台的位姿进行了数值计算,以验证所建立方程的正确性;研究了机构的运动解耦性以及运动平台的工作空间大小与连杆长度变化的关系;最后,对给定运动平台的运动方程下主动副的输出转角进行了数值仿真。 展开更多
关键词 3-RPRS 并联机构 螺旋理论 6自由度 动力学
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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
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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
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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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