基于绳索牵引的骨盆运动并联康复机器人的可控性研究 被引量：17

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作者 张立勋 王克义 +1 位作者 张今瑜 王岚 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期790-794,共5页

康复训练机器人是近年来出现的一种新型机器人,其在进行康复训练过程中,如何协调控制患者骨盆的运动规律现在还没有很好的解决.文中根据人的运动特性提出了利用绳索牵引控制骨盆的运动,骨盆运动规律的欠约束(不完全约束)绳索牵引并联机... 康复训练机器人是近年来出现的一种新型机器人,其在进行康复训练过程中,如何协调控制患者骨盆的运动规律现在还没有很好的解决.文中根据人的运动特性提出了利用绳索牵引控制骨盆的运动,骨盆运动规律的欠约束(不完全约束)绳索牵引并联机器人结构与人腿的支撑共同组成了绳杆混合并联机构.从可控性出发,分析在不同位姿时各个绳的拉力性能;从自由度解耦的角度判断实现力控制的可行性.依次设计了欠约束绳杆混合并联机器人结构,可满足对人体骨盆康复运动的控制要求. 展开更多

关键词 绳杆混合并联机构 可控性 欠约束 骨盆运动

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立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的位姿运动学分析 被引量：12

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作者 高峻岩 郑亚青 +1 位作者 林麒 刘雄伟 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期771-774,共4页

给出所设计的立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的模型;在该模型的竖直平面上对末端执行器进行了详尽的位姿运动学分析,提出了封闭矢量四边形法则在求解所有的不规则几何图形的位姿运动学逆解时都适用的观点.文中运用力矩平衡法确定其质... 给出所设计的立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的模型;在该模型的竖直平面上对末端执行器进行了详尽的位姿运动学分析,提出了封闭矢量四边形法则在求解所有的不规则几何图形的位姿运动学逆解时都适用的观点.文中运用力矩平衡法确定其质心位置的方法;又根据封闭矢量四边形法则,建立了运动学位姿逆解模型,利用Moore-Penrose逆求解运动学位姿正解;最后在所规划的椭圆轨迹下,采用Simulink仿真软件进行了末端执行器的运动轨迹和绳长变化规律的仿真.研究表明:在所规划椭圆轨迹下,所有绳长的变化是连续的;位姿运动学正逆解相互验证表明所采用的算法是正确且通用的. 展开更多

关键词 绳牵引并联机构 三自由度 运动学

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立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的速度、加速度运动学分析 被引量：4

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作者 高峻岩 林麒 郑亚青 《暨南大学学报（自然科学与医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期440-444,共5页

设计了立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的模型.在竖直平面上对末端执行器模型进行了速度、加速度运动学分析,包括速度、加速度运动学逆解.用力矩平衡法确定其质心位置,对位姿运动学模型进行了一阶、二阶求导,得出了运动学速度、加速度... 设计了立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的模型.在竖直平面上对末端执行器模型进行了速度、加速度运动学分析,包括速度、加速度运动学逆解.用力矩平衡法确定其质心位置,对位姿运动学模型进行了一阶、二阶求导,得出了运动学速度、加速度逆解模型.根据封闭矢量三角形法则,求出了速度运动学逆解模型,给出了运动学速度逆解Jacobian矩阵.在规划的椭圆轨迹下,采用Simulink仿真软件进行了末端执行器质心的速度、加速度和绳速度变化规律的仿真,并搭建了控制系统的硬件设备.研究表明,在所规划椭圆轨迹下,所有绳速度、加速度的变化是连续的且求解速度、加速度逆解的算法正确、通用. 展开更多

关键词 绳牵引 并联机构 三自由度 运动学

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低速风洞绳牵引并联机器人支撑系统的模型姿态与振荡控制研究 被引量：8

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作者 林麒 梁斌 郑亚青 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期75-79,共5页

介绍了基于机器人技术的绳牵引并联机构的特点;设计并建造了适用于低速风洞试验的八绳六自由度绳牵引并联支撑机构样机(WDPSS-8),给出其具体的结构参数,分析了该机构的特点及可行性;建立了该系统的运动学位姿逆解模型和静力学模型,完成... 介绍了基于机器人技术的绳牵引并联机构的特点;设计并建造了适用于低速风洞试验的八绳六自由度绳牵引并联支撑机构样机(WDPSS-8),给出其具体的结构参数,分析了该机构的特点及可行性;建立了该系统的运动学位姿逆解模型和静力学模型,完成了运动学逆解的推导,得到已知缩比模型位姿求绳长变化的公式;搭建了相应的绳牵引并联机构的控制实验平台,在此基础上进行了静力学工作空间的分析,通过Matlab编程仿真得到了缩比模型在主位姿处3个姿态角的工作空间;并在此实验平台上进行了缩比模型的三转动自由度姿态变化运动控制,实现了缩比模型运动到指定角度的控制;在此基础上按指定振幅和频率进行了三转动单自由度振荡的运动控制;对运动控制试验结果进行了初步的误差分析。 展开更多

关键词 姿态控制 单自由度振荡 绳牵引机构 并联机器人 风洞试验

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一种新型起重机器人的运动学分析与应用 被引量：5

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作者 刘树青 吴洪涛 《河北科技大学学报》 CAS 2004年第2期58-61,共4页

阐述了绳牵引并联机构的特点及其在起重领域的应用,提出了1种新型起重机器人的构型设计,建立了该机构的运动学模型并对其进行位置分析和静力学分析,得到了该机构的位置正解和位置反解。在静力学分析的基础上,给出了确定工作空间的条件,... 阐述了绳牵引并联机构的特点及其在起重领域的应用,提出了1种新型起重机器人的构型设计,建立了该机构的运动学模型并对其进行位置分析和静力学分析,得到了该机构的位置正解和位置反解。在静力学分析的基础上,给出了确定工作空间的条件,并在MATHEMATICA环境下编程仿真,得到了该起重机器人的工作空间。最后对其水平控制功能进行了验证。 展开更多

关键词 机器人 工作空间 位置反解 位置正解 运动学模型 编程 静力学分析 起重机 构型设计 并联机构

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4个1R2T绳牵引并联机构的工作空间质量之比较 被引量：5

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作者 郑亚青 刘雄伟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期384-389,共6页

　　引入比例系数、质量系数和全局质量系数来衡量工作空间的大小和形状,针对 4 个1R2T机构,比较了动平台处于相同 2 个姿态时工作空间的大小和形状。结果表明:绳与滑轮(或动平台)的连接点重合时,通常会增大转动工作空间; 以转动工作空... 　　引入比例系数、质量系数和全局质量系数来衡量工作空间的大小和形状,针对 4 个1R2T机构,比较了动平台处于相同 2 个姿态时工作空间的大小和形状。结果表明:绳与滑轮(或动平台)的连接点重合时,通常会增大转动工作空间; 以转动工作空间的大小为准,发现了1R2T的完全约束定位机构中最好的构型;m=2n的冗余约束定位机构对大的转角提供一个大的平动工作空间。 展开更多

关键词 绳牵引 并联机构 1R2T 工作空间质量

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一种用于风洞的新型柔索驱动并联机构设计 被引量：3

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作者 刘树青 吴洪涛 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期601-605,共5页

该文阐述了柔索驱动并联机构的特点及其潜在的应用范围 ,提出了一种新型的六自由度柔索驱动并联机构的结构形式。采用几何方法给出了该机构的构型设计过程 ,建立了该机构的数学模型 ,并进行位置分析和静力学分析 ;在此基础上利用正交补... 该文阐述了柔索驱动并联机构的特点及其潜在的应用范围 ,提出了一种新型的六自由度柔索驱动并联机构的结构形式。采用几何方法给出了该机构的构型设计过程 ,建立了该机构的数学模型 ,并进行位置分析和静力学分析 ;在此基础上利用正交补的方法 ,给出工作空间的判别条件 ;最后在Mathematica环境下编程进行仿真 ,获得了该机构工作空间的数值表示。 展开更多

关键词 并联机构 柔索驱动 工作空间 正交补

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基于内张力补偿的并联柔索机构控制系统的研究 被引量：3

8

作者 汪选要 曹毅 黄真 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第1期185-187,共3页

在并联柔索机器人的控制方法的研究中,大多忽略柔索的弹性,而实际上柔索弹性对控制系统性能影响较大,尤其是并联柔索驱动机构。因此建立了应用于风洞试验的并联柔索机构的动力学模型,进行了控制系统分析与设计。提出了采用常值重力及内... 在并联柔索机器人的控制方法的研究中,大多忽略柔索的弹性,而实际上柔索弹性对控制系统性能影响较大,尤其是并联柔索驱动机构。因此建立了应用于风洞试验的并联柔索机构的动力学模型,进行了控制系统分析与设计。提出了采用常值重力及内张力补偿设计冗余并联柔索机构控制系统调节器的算法,实现了动平台点到点的位置控制,基于电机转角位置反馈分析了该控制系统PD调节器的误差,验证了该控制系统的稳定性,为冗余并联柔索机构控制系统的分析与设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 冗余并联柔索机构 内张力补偿 PD调节器

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冗余并联柔索机构姿态工作空间的研究 被引量：2

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作者 汪选要 曹毅 黄真 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第12期183-185,共3页

将冗余并联柔索机构应用于飞行器模型的风洞试验,而工作空间是评价冗余并联柔索机构工作能力的一个重要指标,是并联机构设计的重要基础。分析了该冗余并联柔索机构的姿态工作空间的算法,基于此算法提出了机构的非奇异工作空间和实际姿... 将冗余并联柔索机构应用于飞行器模型的风洞试验,而工作空间是评价冗余并联柔索机构工作能力的一个重要指标,是并联机构设计的重要基础。分析了该冗余并联柔索机构的姿态工作空间的算法,基于此算法提出了机构的非奇异工作空间和实际姿态工作空间的概念及其相应的算法。通过计算机仿真给出了一个具体的冗余并联柔索机构的非奇异姿态工作空间和实际姿态工作空间的三维可视化描述,为该冗余并联柔索机构的设计和使用提供了一些理论依据。 展开更多

关键词 冗余并联柔索机构 非奇异工作空间 实际姿态工作空间

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绳牵引并联机构的工作空间优化 被引量：4

10

作者 郑亚青 刘雄伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第12期1502-1506,共5页

采用一种简单的绳拉力计算算法,提出比例系数、质量系数和全局质量系数来衡量工作空间的大小和形状。并针对1个CRPM和1个RRPM的3R3T绳牵引并联机构,比较其动平台处于同一主位姿时工作空间的大小和形状。结果表明:CRPM的平动工作空间比R... 采用一种简单的绳拉力计算算法,提出比例系数、质量系数和全局质量系数来衡量工作空间的大小和形状。并针对1个CRPM和1个RRPM的3R3T绳牵引并联机构,比较其动平台处于同一主位姿时工作空间的大小和形状。结果表明:CRPM的平动工作空间比RRPM的大,而转动工作空间比RRPM的小;CRPM的转动工作空间的全局质量比RRPM的大,而平动工作空间的全局质量比RRPM的小。可见,可根据预定的工作空间的大小和形状,通过改变构型配置和机构尺寸来获得优化的构型。 展开更多

关键词 绳牵引并联机构 工作空间优化 比例系数 质量系数 全局质量系数

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冗余并联柔索机器人变刚度控制的研究 被引量：1

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作者 汪选要 曹毅 黄真 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第4期111-113,共3页

在冗余并联柔索机器人的刚度研究中,大多忽略柔索的内张力,而实际上柔索内张力对系统刚度影响较大,尤其是并联柔索驱动机构。因此运用微分变换原理得到了冗余并联柔索机器人刚度矩阵的完整解析表达式,验证了冗余并联柔索机器人的刚度不... 在冗余并联柔索机器人的刚度研究中,大多忽略柔索的内张力,而实际上柔索内张力对系统刚度影响较大,尤其是并联柔索驱动机构。因此运用微分变换原理得到了冗余并联柔索机器人刚度矩阵的完整解析表达式,验证了冗余并联柔索机器人的刚度不仅与柔索刚度有关,还与柔索内张力有关。利用该刚度矩阵对冗余并联柔索机器人进行刚度规划,得到独立可控的柔索内张力期望值,并通过内张力控制实现冗余并联柔索机器人的变刚度控制,进行了仿真分析,验证了理论分析的结论。 展开更多

关键词 冗余并联柔索机构 微分变换原理 柔索内张力 变刚度

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基于PMAC的绳牵引目标控制系统设计 被引量：1

12

作者 王三优 陈志平 施浒立 《机电工程》 CAS 2006年第10期28-30,共3页

应用绳牵引并联机构实现目标飞行物六自由度特定运动的控制方式,提出了一种以PMAC运动控制器为控制核心、工业控制机为系统支撑单元的双CPU控制系统。叙述了系统的功能,并介绍了硬件和软件设计方法。仿真分析证明,基于PMAC的绳牵引控制... 应用绳牵引并联机构实现目标飞行物六自由度特定运动的控制方式,提出了一种以PMAC运动控制器为控制核心、工业控制机为系统支撑单元的双CPU控制系统。叙述了系统的功能,并介绍了硬件和软件设计方法。仿真分析证明,基于PMAC的绳牵引控制系统完全可以实现人机接口的定制和实时控制部件的参数化。 展开更多

关键词 PMAC 绳牵引并联机构 六自由度

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