一种混合机器人动力学模型与设计方法研究

1

作者 李太祥 张平旭 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第11期327-332,共6页

针对工业大型零件加工用混合动力机器人结构,提出了混合机器人的动力学模型和设计方法。首先通过合理的简化推导了混合机器人的动力学模型,在此基础上综合考虑了机器人工作空间/机器体积比、横向刚度和低阶模态的三个性能指标,系统地研... 针对工业大型零件加工用混合动力机器人结构,提出了混合机器人的动力学模型和设计方法。首先通过合理的简化推导了混合机器人的动力学模型,在此基础上综合考虑了机器人工作空间/机器体积比、横向刚度和低阶模态的三个性能指标,系统地研究了设计变量对性能指标的影响,制定了机器人内部并联机构的设计问题和综合设计策略,在参考构型下进行了机器人结构的有效优化。搭建了多自由度混合机器人加工实验平台,数值仿真和实验测试表明,所设计的混合机器人在较大的工作空间内具有良好的静态和动态特性,能够满足机器人加工的基本要求。 展开更多

关键词 混合动力机器人 动力学模型 并联机构的优化设计 机器人性能

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分层并行计算模型 被引量：9

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作者 陈国良 苗乾坤 +2 位作者 孙广中 徐云 郑启龙 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期841-847,共7页

传统单一的并行计算模型变得越来越复杂,对并行计算各阶段针对性不强、指导能力差的特点,为此提出了对并行计算模型分层研究的思想,依此把并行计算模型分为并行算法设计模型、并行程序设计模型、并行程序执行模型三个层次,分别给出了各... 传统单一的并行计算模型变得越来越复杂,对并行计算各阶段针对性不强、指导能力差的特点,为此提出了对并行计算模型分层研究的思想,依此把并行计算模型分为并行算法设计模型、并行程序设计模型、并行程序执行模型三个层次,分别给出了各个模型的特点及研究内容.理论分析结果表明,通过分层,每个阶段的模型分工明确,目标单一,指导性强. 展开更多

关键词 分层并行计算模型 并行算法设计模型 并行程序设计模型 并行程序执行模型

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基于OpenMP的文件压缩与解压的并行设计模型 被引量：2

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作者 胡荣 邹承明 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2684-2690,共7页

在多核环境下,对文件压缩与解压并行算法进行研究,提出一种基于OpenMP的文件压缩处理并行设计模型。该模型由查找热点代码、并行化分析、并行建模、实现、调试等步骤组成。以动态哈夫曼算法为研究算法,将多核压缩处理并行设计模型应用... 在多核环境下,对文件压缩与解压并行算法进行研究,提出一种基于OpenMP的文件压缩处理并行设计模型。该模型由查找热点代码、并行化分析、并行建模、实现、调试等步骤组成。以动态哈夫曼算法为研究算法,将多核压缩处理并行设计模型应用到文件压缩与解压中。并在文件并行处理过程中,与数据分解法相结合对数据文件进行分割,将分解后的数据由主线程分给多个处理器上的多个子线程来并行处理,以此提高多核处理器的利用率并提高文件压缩效率。最后通过实验模拟验证模型以及算法性能。研究结果表明：在八核处理器下通过对文本文件、图像文件和音频文件等多种不同类型文件进行压缩解压试验,验证了动态Huffman并行算法与串行算法相比其加速比可以达到1.5~8.0倍,性能也得到很大提高。 展开更多

关键词 OPENMP 并行设计模型 多核多线程 Huffman并行算法

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并行编程模式及分析 被引量：2

4

作者 何元清 孙世新 傅彦 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期173-175,共3页

讨论了主从模型、单控制流多数据流、分治策略、数据流水线、投机策略、混合模型六种并行编程模型的结构和工作方式、性能及特点,分析统计了大量应用程序。指出了并行程序设计中,并行编程模式的选择直接影响了并行程序的正确性和效率,... 讨论了主从模型、单控制流多数据流、分治策略、数据流水线、投机策略、混合模型六种并行编程模型的结构和工作方式、性能及特点,分析统计了大量应用程序。指出了并行程序设计中,并行编程模式的选择直接影响了并行程序的正确性和效率,而主从模型和单控制流多数据流在整体性能上最优,程序执行效率也最好,是两种最常用的并行编程模型。 展开更多

关键词 并行编程模式 主从模型 分治策略 并行程序设计

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“祝融号”火星车立体视觉算法并行设计与实现 被引量：5

5

作者 毛晓艳 苗志富 +3 位作者 陈建新 李志平 滕宝毅 邢琰 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第2期202-210,共9页

针对地外天体的巡视探测任务,环境感知计算量大影响行走效率的问题,提出了立体视觉算法及并行优化设计与硬件协同来提高效率的方案。通过前向模型一次查表、省略冗余计算、三维点云生成与快速滤波等并行优化算法,立体视觉的计算量显著... 针对地外天体的巡视探测任务,环境感知计算量大影响行走效率的问题,提出了立体视觉算法及并行优化设计与硬件协同来提高效率的方案。通过前向模型一次查表、省略冗余计算、三维点云生成与快速滤波等并行优化算法,立体视觉的计算量显著减少。再通过硬件的并行实现,感知效率比“玉兔二号”提升了8倍。“祝融号”火星车采用该算法自主避障,完成了安全高效的1 km行走距离,飞行在轨验证结果表明该设计在地外天体未知环境和资源约束条件下快速有效,可作为后续深空任务的基石。 展开更多

关键词 祝融号 立体视觉 并行设计 前向模型 冗余计算

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三自由度并联姿态测量机构及其运动学参数最优化设计 被引量：4

6

作者 岑豫皖 余晓流 +2 位作者 储刘火 吴玉国 潘紫微 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期189-191,共3页

　　提出了基于并联结构的三自由度姿态测量机构,将其连接到三自由度串联结构位置测量装置末端可以实现对被测物体六自由度位姿的综合测量。该测量机构克服了并联机构运动学正解的困难,得到运动平台姿态坐标参数的显式解。建立了基于全... 　　提出了基于并联结构的三自由度姿态测量机构,将其连接到三自由度串联结构位置测量装置末端可以实现对被测物体六自由度位姿的综合测量。该测量机构克服了并联机构运动学正解的困难,得到运动平台姿态坐标参数的显式解。建立了基于全微分理论的姿态测量机构坐标参数误差模型,实现机构运动学参数的优化设计。误差因子分析使得机构运动学参数设计更为合理。 展开更多

关键词 姿态测量 并联结构 误差建模 优化设计

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气动肌肉-气缸并联平台结构设计及位姿控制 被引量：2

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作者 陶国良 左赫 刘昊 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期821-828,共8页

为改进传统气缸驱动并联平台刚度低、难以控制的缺点,提出一种由3根气动肌肉和一个气缸混合驱动的并联平台.该平台具有横摇、纵摇、升沉3个方向上的自由度,其中由气缸控制的平台等效刚度控制系统和由3根气动肌肉控制的平台位姿控制系统... 为改进传统气缸驱动并联平台刚度低、难以控制的缺点,提出一种由3根气动肌肉和一个气缸混合驱动的并联平台.该平台具有横摇、纵摇、升沉3个方向上的自由度,其中由气缸控制的平台等效刚度控制系统和由3根气动肌肉控制的平台位姿控制系统自然分离,降低了控制器的设计难度.在对并联平台系统进行建模分析的基础上,采用气缸与气动肌肉控制相对独立的控制策略,针对气动肌肉强耦合、高度非线性的力学特性,设计一种自适应鲁棒控制器对并联平台的运动进行位姿控制.仿真结果表明,该控制器能够获得高精度的平台位姿轨迹跟踪控制效果,其中在线参数辨识部分能够对非线性模型补偿算法进行实时修正,同时控制器具有良好的鲁棒性. 展开更多

关键词 气动肌肉 并联平台 结构设计 建模仿真 自适应控制 位姿控制

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基于Pro/E的6-HTS并联机床虚拟样机参数化实体建模 被引量：3

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作者 冯培锋 陈扼西 +1 位作者 江化嫏 魏畀智 《工程图学学报》 CSCD 2004年第3期130-133,共4页

基于平行滑块式6-HTS并联机床的概念机模型,建立了其各个结构部件的参数化实体模型及虚拟样机实体模型装配体。由于虚拟样机的所有部件的实体模型采用的都是真实尺寸而且是参数化的,得到的虚拟样机模型非常逼真。

关键词 机械设计 并联机床 实体建模 虚拟样机 参数化

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类Exechon并联模块的结构设计与刚度建模 被引量：5

9

作者 路曼 赵艳芹 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期367-372,388,共7页

针对Exechon并联机构工作空间内动平台转动能力较差这一问题,采用机构变异方法,提出了机构构型为2RPU&1RPS的类Exechon并联模块,并对其进行了结构设计。围绕所设计的类Exechon并联模块,借鉴子结构综合思想,建立了该并联模块的刚度模... 针对Exechon并联机构工作空间内动平台转动能力较差这一问题,采用机构变异方法,提出了机构构型为2RPU&1RPS的类Exechon并联模块,并对其进行了结构设计。围绕所设计的类Exechon并联模块,借鉴子结构综合思想,建立了该并联模块的刚度模型,并推导出动平台刚度矩阵的解析表达。分析了类Exechon并联模块在典型位姿下的刚度性能,并将其与有限元仿真结果进行了对比。结果表明,所建解析模型具有较高计算精度,可用于机构工作全域内刚度特性的快速预估。 展开更多

关键词 类Exechon 并联模块 结构设计 刚度建模

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缸体零件并行建模技术研究

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作者 施志辉 郑新毅 +1 位作者 余初静 黄伟力 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2006年第8期41-42,共2页

依据柴油机缸体的结构特点及其制造工艺,提出了一种方便快捷的建模方法。通过分析零件结构和制造工艺,应用Pro/engineer软件建模时将缸体分解成:毛坯、缸孔芯、水套芯、推杆芯4个子零件,针对4个子零件采用并行设计的原则同时造型,最后... 依据柴油机缸体的结构特点及其制造工艺,提出了一种方便快捷的建模方法。通过分析零件结构和制造工艺,应用Pro/engineer软件建模时将缸体分解成:毛坯、缸孔芯、水套芯、推杆芯4个子零件,针对4个子零件采用并行设计的原则同时造型,最后合并得到缸体整个零件的模型。 展开更多

关键词 并行设计 建模 柴油机 缸体 PRO/ENGINEER

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一种新并行遗传算法及其应用 被引量：2

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作者 唐钟 张葛祥 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2005年第7期9-11,71,共4页

基于量子计算的概念和原理,本文提出一种新并行量子遗传算法,即粗粒度并行量子遗传算法(CGPQGA)。该算法的核心是引入层环粗粒度并行计算模型和一种新进化策略。由于CGPQGA只需迁移搜索到的最佳个体到各个子群体,因而算法的通信开销很... 基于量子计算的概念和原理,本文提出一种新并行量子遗传算法,即粗粒度并行量子遗传算法(CGPQGA)。该算法的核心是引入层环粗粒度并行计算模型和一种新进化策略。由于CGPQGA只需迁移搜索到的最佳个体到各个子群体,因而算法的通信开销很小。通过用CGPQGA设计控制器的应用实例表明,CGPQGA优于常规并行遗传算法,能加速子群体中最佳个体的迁移,收敛速度快,全局寻优能力强,同时具有勘探和开采的能力。 展开更多

关键词 并行遗传算法 量子遗传算法 并行计算模型 全局寻优能力 量子计算 进化策略 通信开销 应用实例 收敛速度 粗粒度 子群体 控制器 个体 最佳 迁移 搜索

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混合型有源电力滤波器的设计与仿真 被引量：2

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作者 夏向阳 罗安 周柯 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期67-69,共3页

针对韶冶谐波治理系统的整体要求,介绍了采用PSIM建立并联混合型有源电力滤波器(HAPF)的拓扑结构,在设计主电路中的电感、电容等重要参数时,利用已建立的HAPF仿真模型对预设整体方案仿真,结果表明所设计HAPF能有效补偿系统谐波。

关键词 谐波治理 并联混合型有源电力滤波器 设计 仿真模型

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平流多效蒸发系统的数学模型与求解 被引量：13

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作者 李玲 阮奇 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期104-111,共8页

为了充分利用能量,采用冷凝水闪蒸、引出额外蒸汽及引出各效完成液预热原料液等节能措施,考虑蒸发过程有固相析出的情况,建立了由多效蒸发和多级预热两个子系统构成的平流多效蒸发系统数学模型。将物料衡算和热量衡算方程组写成矩阵方... 为了充分利用能量,采用冷凝水闪蒸、引出额外蒸汽及引出各效完成液预热原料液等节能措施,考虑蒸发过程有固相析出的情况,建立了由多效蒸发和多级预热两个子系统构成的平流多效蒸发系统数学模型。将物料衡算和热量衡算方程组写成矩阵方程的形式,保留或舍弃矩阵方程中的相关块矩阵,模型就能代表有或无固相析出、有或无冷凝水闪蒸、有或无引出各效完成液预热原料液以及不同情况任意组合的平流多效蒸发过程,该模型还可以用于计算不同效数的平流多效蒸发过程,实现模型的通用。利用智能拟合法,将系统的固液相平衡数据拟合成相平衡方程,实现模型的计算机编程求解。用迭代法结合矩阵法求解模型,研究结果表明,平流多效蒸发系统常规设计的数学模型具有通用性,采用冷凝水闪蒸、引出额外蒸汽预热原料液、引出各效完成液预热原料液是有效的节能技术,对四效平流蒸发含NaCl的NaOH溶液系统,采用以上节能措施可节省加热生蒸汽30%左右,节能效果显著。求解模型的算法稳定且高效。 展开更多

关键词 平流多效蒸发 常规设计 数学模型 矩阵法

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2UPR-RPS型并联机构精度设计 被引量：7

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作者 张俊 池长城 蒋舒佳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期411-420,共10页

几何误差对并联机构末端位姿精度产生重要影响。为揭示几何误差对并联机构末端位姿精度的影响规律,并据此确定其最优区间,以2UPR-RPS型并联机构为例,进行过约束并联机构的精度设计。采用一阶摄动法建立该并联机构的几何误差模型,获得对... 几何误差对并联机构末端位姿精度产生重要影响。为揭示几何误差对并联机构末端位姿精度的影响规律,并据此确定其最优区间,以2UPR-RPS型并联机构为例,进行过约束并联机构的精度设计。采用一阶摄动法建立该并联机构的几何误差模型,获得对末端位姿误差有影响的几何误差源。利用区间分析理论建立末端位姿精度关于几何误差源的灵敏度指标,通过灵敏度分析揭示几何误差源对末端位姿精度的影响程度。以灵敏度指标作为权重建立精度综合模型,采用均匀设计法确定在任务空间内精度综合的位姿点,推导各几何误差源的最优区间,并据此制定关键零部件的精度等级及配合公差。采用Sobol序列的拟蒙特卡洛法预估该并联机构的末端位姿精度,仿真结果表明,经过精度综合得到的几何误差区间数满足预设的末端位姿精度要求,从而验证了该精度设计方法的可行性。 展开更多

关键词 并联机构 误差模型 灵敏度分析 精度设计

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基于多分辨率特征造型模型的约束控制方法研究 被引量：1

15

作者 孙立镌 王爱华 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2009年第11期4212-4214,共3页

针对多分辨率特征造型模型建模过程中存在的对增量模型设计之间约束重复求解的低效性与不实用性问题,提出了基于特征的多分辨率建模技术和LOD技术,通过约束控制管理,对增量模型进行并行设计,提高了实体模型设计与分析的效率。

关键词 多分辨率造型 增量模型 约束控制 并行设计

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多品种混合型装配流水线的平衡设计 被引量：26

16

作者 宋华明 韩玉启 杨慧 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期475-478,共4页

分析了混合型装配流水线的平衡设计与排序设计的关系 ,提出了系统求解混合型装配流水线平衡的并行设计方法为平衡、排序、反馈 ,采用协同进化算法进行优化 ,以期得到全局意义上的最优解。仿真分析的结果显示了方法的有效性。

关键词 混合型装配流水线 平衡 排序 协同进化 并行设计

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异向旋转双螺杆几何造型的研究 被引量：9

17

作者 王丽 江波 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期90-97,共8页

作者根据异向旋转双螺杆啮合原理，应用高级实体造型技术，讨论了异向旋转平行、锥形双螺杆三维实体造型，以指导异向旋转双螺杆几何参数的选择和设计。

关键词 异向旋转双螺杆 造型设计 塑料 挤出机 成型

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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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基于区间分析的一类三转动自由度并联机构的精度设计(邀请论文) 被引量：9

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作者 宋轶民 翟亚普 +2 位作者 孙涛 李金和 张嘉滕 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1620-1626,1755,共8页

面向大型结构件调姿、天线跟踪及快速定位等应用需求,研究三转动自由度并联机构3-PSU&S的精度设计方法.首先,利用螺旋理论建立该机构的误差映射模型,并将影响机构末端姿态精度的几何误差分离为可补偿误差与不可补偿误差2类.其次,借... 面向大型结构件调姿、天线跟踪及快速定位等应用需求,研究三转动自由度并联机构3-PSU&S的精度设计方法.首先,利用螺旋理论建立该机构的误差映射模型,并将影响机构末端姿态精度的几何误差分离为可补偿误差与不可补偿误差2类.其次,借助区间分析理论,提出不可补偿误差的灵敏度指标,并通过全域灵敏度分析揭示各项不可补偿误差对机构末端姿态精度的影响规律.然后,以灵敏度指标值为分配权重,建立各项不可补偿误差的优化分配模型,在给定精度约束下,借助遗传算法将难以实现的不可补偿误差的公差值松弛至最大可行区间.最后,通过蒙特卡洛仿真验证了所提出精度设计方法的有效性. 展开更多

关键词 并联机构 误差建模 区间分析 灵敏度分析 精度设计 蒙特卡洛仿真

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6-HUS并联机构位置逆解与运动学优化设计 被引量：4

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作者 谢志江 史浩明 《机械设计》 CSCD 北大核心 2011年第12期26-30,共5页

针对并联机构设计过程复杂、设计周期长等问题,对6-HUS并联机构运动学逆解及相关参数的优化进行了研究。建立了运动学逆解方程并得到解析解,应用ADAMS软件进行参数化建模并仿真;通过解析解和模拟解的对比,验证模型的正确性;根据性能要求... 针对并联机构设计过程复杂、设计周期长等问题,对6-HUS并联机构运动学逆解及相关参数的优化进行了研究。建立了运动学逆解方程并得到解析解,应用ADAMS软件进行参数化建模并仿真;通过解析解和模拟解的对比,验证模型的正确性;根据性能要求,以滑块最大速度最低为目标对机构结构尺寸进行了优化设计。分析结果表明:该方法方便快捷,缩短了设计周期,降低了产品成本,为同类机构的设计提供了较为精确的实用方法。 展开更多

关键词 6-HUS并联机构 位置逆解 参数化建模 优化设计

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