并联机构多重拓扑降耦的优化原理与一般方法

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作者 李菊 郭跃 +2 位作者 沈惠平 孟庆梅 顾晓阳 《中国机械工程》 北大核心 2025年第8期1700-1712,共13页

现有的并联机构型综合方法都仅以基本功能(DOF、POC)为设计目标,综合出的并联机构的耦合度一般较高(k≥2),致使其运动学正解求解及其后续研究(运动学、动平衡及动力学分析等)较复杂,影响了并联机构在制造业中的应用。提出了以降低机构... 现有的并联机构型综合方法都仅以基本功能(DOF、POC)为设计目标,综合出的并联机构的耦合度一般较高(k≥2),致使其运动学正解求解及其后续研究(运动学、动平衡及动力学分析等)较复杂,影响了并联机构在制造业中的应用。提出了以降低机构耦合度为目标的并联机构多重拓扑降耦优化原理与方法。首先以6-DOF三平移三转动6-6R无约束并联机构(耦合度k=4)为例,详细阐述并联机构多重拓扑降耦优化方法及其应用,并依次逐渐优化得到耦合度k=3,2,1,0的6-DOF 3T3R无约束并联机构;然后阐述了典型6-DOF Stewart-Gough平台并联机构的多重拓扑降耦优化过程,并得到相应的拓扑优化构型,便于进行这些机构的运动学/动力学建模与性能求解与分析。研究结果为其他多回路复杂并联机构的拓扑降耦优化提供了启示和方向。 展开更多

关键词 并联机构 拓扑 耦合度 降耦优化

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无寄生运动非对称空间2T1R并联机构设计与运动学分析 被引量：17

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作者 邓嘉鸣 许可 +3 位作者 赵迎春 沈惠平 张震 杨廷力 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期408-417,共10页

根据基于方位特征方程的并联机构设计理论与方法,设计了一种能实现空间两平移一转动(2T1R)且无寄生运动的非对称并联机构(RPa‖3R)-R+RSS。对该机构进行了动平台方位特征(POC)、自由度(DOF)以及耦合度κ计算的拓扑特性分析,表明机构为... 根据基于方位特征方程的并联机构设计理论与方法,设计了一种能实现空间两平移一转动(2T1R)且无寄生运动的非对称并联机构(RPa‖3R)-R+RSS。对该机构进行了动平台方位特征(POC)、自由度(DOF)以及耦合度κ计算的拓扑特性分析,表明机构为零耦合度且具有部分运动解耦性;运用序单开链法的运动学原理,推导了求解机构位置正反解的解析式;基于位置反解,分析了机构的位置工作空间形状与大小及其转动能力;探讨了机构发生奇异位形的条件;对机构的速度和加速度进行了计算及仿真分析。结果表明:该机构运动学分析简单,转动能力强,动力学性能较好。 展开更多

关键词 并联机构 零耦合度 寄生运动 运动解耦 两平移一转动

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一种可重构、部分运动解耦的空间n维平移1维转动并联机构的拓扑及其运动学设计 被引量：10

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作者 沈惠平 赵迎春 +2 位作者 许可 张震 杨廷力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期413-422,共10页

根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论与方法,提出了一种动平台可重构的三自由度并联机构RPa3R-R+RSS。对该机构的运动输出特性进行分析,表明该机构动平台能产生空间n维平移1维转动(nT1R,n=2,3)的输出运动且具有部分运动解... 根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论与方法,提出了一种动平台可重构的三自由度并联机构RPa3R-R+RSS。对该机构的运动输出特性进行分析,表明该机构动平台能产生空间n维平移1维转动(nT1R,n=2,3)的输出运动且具有部分运动解耦性,通过动平台的重构可赋予动平台的转动绕3个特定转动轴x、y、z输出;计算了机构的自由度和耦合度;基于序单开链的运动学建模原理,建立了该机构动平台绕任意转动轴输出构型下的通用运动学模型;对动平台绕z轴转动输出构型下的运动学进行了分析,包括位置正反解、工作空间形状与大小、动平台转动能力、机构的奇异位形条件,以及机构的速度和加速度计算与仿真分析。 展开更多

关键词 并联机构 可重构 运动学分析 寄生运动 工作空间 奇异位形

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低耦合度半对称三平移并联机构拓扑设计与运动学分析 被引量：18

4

作者 沈惠平 赵一楠 +2 位作者 许正骁 李菊 杨廷力 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期404-411,357,共9页

根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论与方法,提出一种三自由度3Pa+2RSS并联机构,并对该机构的方位特征集、自由度、耦合度等主要拓扑特征进行分析计算,证明分析了其耦合度κ=1;建立了基于序单开链法运动学建模原理的位置... 根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论与方法,提出一种三自由度3Pa+2RSS并联机构,并对该机构的方位特征集、自由度、耦合度等主要拓扑特征进行分析计算,证明分析了其耦合度κ=1;建立了基于序单开链法运动学建模原理的位置正解求解模型,并应用一维搜索方法求解了该并联机构的位置正解;导出机构位置逆解的公式,并据此分析计算了该机构奇异发生的条件;在自由度、输出和运动学分析不变的前提下,为了增大工作空间,将两条RSS支链替换为RUU支链,分析求解了机构工作空间和工作空间内部的奇异性特征。结果表明:该机构工作空间形状规则,且内部的无奇异工作空间较大。 展开更多

关键词 并联机构 耦合度 运动学分析 工作空间 奇异位形

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两支链三平移并联机构动力学分析与性能优化 被引量：18

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作者 李菊 肖思进 +2 位作者 沈惠平 赵一楠 杨廷力 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期412-422,445,共12页

对前期提出的三平移并联机构2P4R(Pa)-PR(Pa)R进行了动力学分析及其性能优化。首先,基于该机构的符号式位置正解,直接求得其各杆件(角)速度和(角)加速度;然后,采用基于虚功原理的序单开链法,对该机构进行动力学建模,并通过比较3个驱动... 对前期提出的三平移并联机构2P4R(Pa)-PR(Pa)R进行了动力学分析及其性能优化。首先,基于该机构的符号式位置正解,直接求得其各杆件(角)速度和(角)加速度;然后,采用基于虚功原理的序单开链法,对该机构进行动力学建模,并通过比较3个驱动力的理论计算值与仿真结果,验证了动力学建模的正确性;进一步,以杆件长度和质量参数作为设计变量,以可达工作空间和能量传递效率两种性能指标为目标函数,对该机构进行运动学和动力学性能的二级递进优化,得到机构在上述两种性能指标下的最优解,使机构可达工作空间性能指标提高56.2%,全局能量传通效率性能指标提高63.6%,为机构设计与样机研制奠定了基础。 展开更多

关键词 并联机构 序单开链法 虚功原理 动力学建模 性能优化

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3T1R并联机构结构降耦设计与运动学分析 被引量：14

6

作者 沈惠平 张震 +1 位作者 杨廷力 邵国为 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期380-389,400,共11页

根据基于方位特征(POC)的并联机构设计理论与方法,提出了一种结构简单、能实现三平移一转动的并联机构,拓扑结构分析后发现其耦合度k较大(k=2),其位置正解及动力学计算较复杂;为此,设计了结构降耦后的新机型,证明其耦合度k=1,其位置正... 根据基于方位特征(POC)的并联机构设计理论与方法,提出了一种结构简单、能实现三平移一转动的并联机构,拓扑结构分析后发现其耦合度k较大(k=2),其位置正解及动力学计算较复杂;为此,设计了结构降耦后的新机型,证明其耦合度k=1,其位置正解易用一维搜索法求出,并给出了基于序单开链法的该机构位置正解求解的一维搜索法及其数值解;同时,基于导出的机构位置反解公式,分析了动平台的工作空间及其转动能力,探讨了该机构发生3种奇异位形的条件。 展开更多

关键词 并联机构 方位特征 耦合度 结构降耦 运动学分析 一维搜索法

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零耦合度部分运动解耦2T1R并联机构拓扑与性能研究 被引量：8

7

作者 沈惠平 朱晨阳 +1 位作者 李菊 李涛 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期419-429,440,共12页

根据基于方位特征方程的并联机构拓扑设计理论和方法,设计、分析了一种零耦合度且部分运动解耦的三自由度非对称两平移一转动(2T1R)并联机构,包括:给出机构的拓扑设计过程,计算其自由度、耦合度κ等主要拓扑特性;其次,基于拓扑特征运动... 根据基于方位特征方程的并联机构拓扑设计理论和方法,设计、分析了一种零耦合度且部分运动解耦的三自由度非对称两平移一转动(2T1R)并联机构,包括:给出机构的拓扑设计过程,计算其自由度、耦合度κ等主要拓扑特性;其次,基于拓扑特征运动学建模方法,求出其符号式位置正反解,并通过正解进行工作空间计算;同时导出位置逆解方程,得到动平台雅可比矩阵,由此导出机构内各构件的速度、加速度以及奇异性;又运用基于虚功原理的序单开链法进行逆向动力学建模,得到该机构主动副的驱动力变化曲线,同时以子运动链(SKC)为单元,求解SKC连接处运动副的支反力,并通过ADAMS予以动力学仿真验证。最后,分析了该机构可用作不同高度输送带之间物料自动转运、卸料装置的潜在应用场景,并给出了其概念设计。本文为两支链大转角并联机构的高效运动学、动力学建模与分析,以及机构性能优化与样机研发提供了理论依据。 展开更多

关键词 并联机构 拓扑设计 拓扑特征 运动学 动力学 虚功原理

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一种单自由度3T1R并联机构的拓扑设计及其运动学 被引量：15

8

作者 沈惠平 吕蒙 +1 位作者 朱小蓉 李云峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期961-968,共8页

根据基于方位特征方程的并联机构拓扑设计理论和拓扑降耦设计方法,设计了一种新的少输入-多输出(Fi-Mo)型单自由度三平移一转动(3T1R)输出的并联机构,对其拓扑特性进行了分析,给出了该机构的方位特征集、自由度及耦合度κ;根据基于序单... 根据基于方位特征方程的并联机构拓扑设计理论和拓扑降耦设计方法,设计了一种新的少输入-多输出(Fi-Mo)型单自由度三平移一转动(3T1R)输出的并联机构,对其拓扑特性进行了分析,给出了该机构的方位特征集、自由度及耦合度κ;根据基于序单开链的运动学建模原理,给出了该机构的位置正解求解方法及其数值解;同时导出了其位置反解求解公式及机构的速度与加速度公式,并进行了速度与加速度的仿真。最后给出了该机构可用作并联振动筛的3D虚拟样机设计。研究结果为该类单自由度3T1R型并联振动筛机构的尺寸优化设计、样机研制打下了基础。 展开更多

关键词 并联机构 少输入-多输出 拓扑设计 运动学

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零耦合度空间2T1R并联机构运动学与刚度建模分析 被引量：15

9

作者 沈惠平 朱忠颀 +2 位作者 孟庆梅 吴广磊 邓嘉鸣 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期411-420,共10页

根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论与方法,提出一种零耦合度、含1条冗余支链的三自由度两平移一转动(2T1R)并联机构,并对该机构进行拓扑分析。结果表明:该机构具有符号式位置正解和部分运动解耦特性,其被动冗余支链能避... 根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论与方法,提出一种零耦合度、含1条冗余支链的三自由度两平移一转动(2T1R)并联机构,并对该机构进行拓扑分析。结果表明:该机构具有符号式位置正解和部分运动解耦特性,其被动冗余支链能避免奇异位置,改善刚度;因机构耦合度为零,易求解出其符号式位置正解,并分析了机构可能产生的3种奇异位置;运用虚拟弹簧法建立了每条支链的刚度模型并进行求解,给出并分析了机构笛卡尔刚度矩阵中扭转刚度和线性刚度的变化趋势,讨论了冗余支链对整体刚度性能的影响,验证了冗余支链可使机构整体刚度性能提升约22%。 展开更多

关键词 并联机构 拓扑设计 刚度矩阵 虚拟弹簧法 冗余支链

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基于拓扑降耦的3T1R并联机构设计与运动学特性分析 被引量：12

10

作者 沈惠平 顾晓阳 +1 位作者 李菊 邓嘉鸣 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期406-415,共10页

根据基于方位特征方程(POC)的并联机构拓扑结构设计理论及方法,设计了一种低耦合度三平移一转动(3T1R)并联机构,对该机构进行了拓扑结构分析,包括方位特征、自由度及耦合度计算,该机构具有部分运动解耦性。但耦合度k=1只能求得位置正解... 根据基于方位特征方程(POC)的并联机构拓扑结构设计理论及方法,设计了一种低耦合度三平移一转动(3T1R)并联机构,对该机构进行了拓扑结构分析,包括方位特征、自由度及耦合度计算,该机构具有部分运动解耦性。但耦合度k=1只能求得位置正解的数值解,不利于后续的尺度优化、误差分析及动力学分析,为此对其进行拓扑降耦优化设计,即在基本功能(DOF、POC)以及部分运动解耦性不变的情况下,使其耦合度k=0并具有符号式位置正解。运用基于拓扑特征的运动学建模原理求解该优化机构的符号式位置正解,基于导出的雅可比矩阵进一步分析了机构发生奇异的条件,分别基于位置逆解和位置正解求解机构的工作空间,研究表明,基于位置正解的机构工作空间分析具有计算过程简单、计算精确、计算量少等优点。本研究为该机构后续的尺度优化、误差分析及动力学分析奠定了基础。 展开更多

关键词 并联机构 耦合度 拓扑降耦设计 运动学分析

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一种零耦合度三平移并联机构的设计及运动学 被引量：9

11

作者 沈惠平 吴成琦 +2 位作者 许可 赵迎春 杨廷力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期658-664,671,共8页

根据基于方位特征方程的并联机构拓扑设计理论和方法,设计出一种零耦合度且运动解耦的非对称三平移输出的并联机构(RP_a‖3R)2R+RP_a,分析了该并联机构的方位特征、自由度、耦合度κ等主要拓扑特性。由于该机构耦合度κ=0,因此直接导出... 根据基于方位特征方程的并联机构拓扑设计理论和方法,设计出一种零耦合度且运动解耦的非对称三平移输出的并联机构(RP_a‖3R)2R+RP_a,分析了该并联机构的方位特征、自由度、耦合度κ等主要拓扑特性。由于该机构耦合度κ=0,因此直接导出其解析式位置正解。通过位置反解,分析计算了机构的工作空间及奇异性特性。由Jacobian矩阵导出了机构动平台质心的速度与加速度计算公式,并给出了其仿真曲线。 展开更多

关键词 并联机构 运动学 耦合度 工作空间 奇异性

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一种新型半对称三平移一转动(3T1R)并联操作手的运动学研究 被引量：7

12

作者 孙驰宇 沈惠平 +1 位作者 袁军堂 杨廷力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期638-647,共10页

基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论与方法,提出了一种能实现三平移一转动(3T1R)的2RRPaR+2RSS并联操作手机构。对该机构进行了结构特性分析,计算了其自由度及POC集,并得出其耦合度为2;依据该机构的结构特性及几何约束条... 基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论与方法,提出了一种能实现三平移一转动(3T1R)的2RRPaR+2RSS并联操作手机构。对该机构进行了结构特性分析,计算了其自由度及POC集,并得出其耦合度为2;依据该机构的结构特性及几何约束条件,采用二维搜索法对该机构的位置正解进行了求解,推导出了其位置逆解,并验证了位置正逆解的正确性;基于该机构的逆解公式,计算出其三维工作空间,并得到了一组Z向不同截面的切片形状,同时对Z=1000 mm截面处的转动能力进行了分析;最后,基于雅可比矩阵对机构奇异位形进行了分析。研究结果表明:所提2RRPaR+2RSS机构在与H4机构主要尺寸参数相同的情况下,其工作性能总体优于H4机构。与H4机构相比,所提机构的工作空间增加了27.87%,其转动能力提高了4.35%。 展开更多

关键词 并联操作手 方位特征集 运动学 三平移一转动 数值法

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运动副分布顺序对并联机构运动学与动力学性能的影响 被引量：6

13

作者 沈惠平 仲锐 +1 位作者 李菊 李涛 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期412-426,共15页

根据基于方位特征(POC)的并联机构拓扑设计理论,设计了两种零耦合度且部分运动解耦的三自由度两平移一转动(2T1R)并联机构,它们具有相同运动副类型和数目,但在支链中的分布顺序不同;对这两种机构进行了方位特征、自由度及耦合度等主要... 根据基于方位特征(POC)的并联机构拓扑设计理论,设计了两种零耦合度且部分运动解耦的三自由度两平移一转动(2T1R)并联机构,它们具有相同运动副类型和数目,但在支链中的分布顺序不同;对这两种机构进行了方位特征、自由度及耦合度等主要拓扑特征分析,并给出其拓扑解析式;根据拓扑特征运动学建模原理,求解了这两种机构的符号式位置正反解,分别分析了两种机构的工作空间和机构发生奇异的条件及奇异位形;根据基于虚功原理的序单开链法对两种机构进行逆向动力学建模,分别求得两种机构的驱动力;对比两种机构运动学与动力学性能,并给出优选机型。给出了优选机型用于水果深加工中智能分拣、输送等应用场景的概念设计。 展开更多

关键词 并联机构 拓扑设计 方位特征集 运动解耦 运动学 动力学

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三平移机构设计与运动学符号解及性能评价 被引量：14

14

作者 沈惠平 吉昊 +1 位作者 许正骁 杨廷力 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期397-407,共11页

根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论和方法,设计一种具有正向位置符号解且具有部分运动解耦性的新型三平移(3T)并联机构。首先,对其进行拓扑特性分析,得到方位特征集(POC)、自由度(DOF)、耦合度(κ)等主要拓扑特征值... 根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论和方法,设计一种具有正向位置符号解且具有部分运动解耦性的新型三平移(3T)并联机构。首先,对其进行拓扑特性分析,得到方位特征集(POC)、自由度(DOF)、耦合度(κ)等主要拓扑特征值;其次,根据提出的基于拓扑特征的正向运动学建模原理,求出机构的正向位置符号解;根据推导的逆解公式,求解该机构的工作空间;基于旋量理论求解各支链传递力旋量与输出运动旋量,得到机构运动/力传递性能指标,并分析相关的奇异位型;最后,利用局部传递指标评价了机构距离奇异位型的远近。 展开更多

关键词 三平移 解析正解 工作空间 性能指标 奇异分析

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3-RRR平面并联机构的拓扑结构优化及其运动学性能改善 被引量：5

15

作者 许可 沈惠平 +1 位作者 邓嘉鸣 杨廷力 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第12期1866-1872,共7页

典型3-RRR平面并联机构是一种具有两平移一转动输出的平面定位、传送装置,其应用较广。首先计算出该机构的耦合度k=1;其次,基于结构降耦原理,设计出一种零耦合度(k=0)的平面定位传送降耦机构,从而极易求得其位置正解解析式,且使得动平... 典型3-RRR平面并联机构是一种具有两平移一转动输出的平面定位、传送装置,其应用较广。首先计算出该机构的耦合度k=1;其次,基于结构降耦原理,设计出一种零耦合度(k=0)的平面定位传送降耦机构,从而极易求得其位置正解解析式,且使得动平台的输入-输出具有运动解耦性;进一步,对该降耦机构的工作空间、奇异位形进行了分析。比较表明:降耦机构比原始机构的综合性能更为优越,结构降耦是机构拓扑结构优化的一种有效方法。 展开更多

关键词 平面并联机构 位置正解 结构降耦 性能分析

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约束支链或无约束支链对并联机构运动学与刚度性能的影响--以两个部分运动解耦的新型三平移并联机构的设计、分析及其优选为例 被引量：3

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作者 沈惠平 李霞 +3 位作者 李菊 李涛 孟庆梅 吴广磊 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第13期1533-1549,共17页

设计了两个零耦合度且部分运动解耦的两支链新型三平移并联机构,它们含有的相同支链Ⅰ为混合支链,而支链Ⅱ分别为约束支链和无约束支链。分析了两个机构的主要拓扑特性,并给出其拓扑解析式;对两个机构的位置正反解、奇异性、动平台的速... 设计了两个零耦合度且部分运动解耦的两支链新型三平移并联机构,它们含有的相同支链Ⅰ为混合支链,而支链Ⅱ分别为约束支链和无约束支链。分析了两个机构的主要拓扑特性,并给出其拓扑解析式;对两个机构的位置正反解、奇异性、动平台的速度与加速度以及工作空间依次求解;进行了刚度计算与分析。最后,比较分析两个机构的运动学与刚度性能,结果表明含约束支链的机构1具有工作空间较大、刚度性能好等优势,为优选机型;给出了机构1用于工件物料在货车与堆场或仓库之间的分拣及转送应用场景的概念设计。 展开更多

关键词 并联机构 拓扑设计 运动学 工作空间 奇异性 刚度

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三平移并联机构拓扑设计与运动学分析 被引量：12

17

作者 李菊 朱忠颀 +2 位作者 沈惠平 赵一楠 吴广磊 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期425-433,442,共10页

基于子运动链生成子工作空间和基于叠加原理的并联机构拓扑设计方法,设计一种具有符号位置正解且运动解耦的纯三平移并联机构,并对该机构进行拓扑分析;运用基于拓扑特征的机构位置分析方法求解该机构位置正逆解并进行验算;基于SKC单元... 基于子运动链生成子工作空间和基于叠加原理的并联机构拓扑设计方法,设计一种具有符号位置正解且运动解耦的纯三平移并联机构,并对该机构进行拓扑分析;运用基于拓扑特征的机构位置分析方法求解该机构位置正逆解并进行验算;基于SKC单元的奇异分析方法对该并联机构的奇异位形进行分析,并求解该并联机构规则无奇异的长方体工作空间。研究结果为一类具有规则工作空间并联机构的设计提供了理论基础。 展开更多

关键词 并联机构 拓扑设计 奇异性 工作空间

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一种非全对称低耦合度三平移一转动并联机构的设计及其运动学 被引量：3

18

作者 沈惠平 许可 +1 位作者 杨廷力 邵国为 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期166-176,共11页

提出一种非全对称的三平移一转动(3T1R)的并联机构,并对其进行拓扑特性分析,发现其耦合度κ较大(κ=2),这表明其位置正解求解复杂。为此,对该机构进行拓扑结构降耦设计,得到一种低耦合度(κ=1)但基本功能(动平台输出方位特征和自由度)... 提出一种非全对称的三平移一转动(3T1R)的并联机构,并对其进行拓扑特性分析,发现其耦合度κ较大(κ=2),这表明其位置正解求解复杂。为此,对该机构进行拓扑结构降耦设计,得到一种低耦合度(κ=1)但基本功能(动平台输出方位特征和自由度)不变的降耦机构;然后,根据基于序单开链的机构运动学建模原理,给出了该降耦机构位置正解的一维搜索求解算法及其数值解;通过导出的位置反解公式,对该降耦机构的工作空间、转动能力和奇异性进行了分析。该降耦机构结构简单、制造容易、工作空间大、转动能力强。 展开更多

关键词 并联机构 三平移一转动 耦合度 结构降耦 特性分析

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5-SPS直线动平台并联机构机型与特性研究 被引量：1

19

作者 沈惠平 黄骏 +1 位作者 朱帅帅 邓嘉鸣 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期357-365,共9页

首先,根据基于方位特征(POC)和有序单开链(SOC)的并联机构结构降耦原理,设计了一类5种5-SPS直线型动平台并联机构,其中,4种为本文提出的新机构;同时,提出了机构的存在性判别式,并据此证明了5种5-SPS直线型动平台机构的存在性,以及6-SPS... 首先,根据基于方位特征(POC)和有序单开链(SOC)的并联机构结构降耦原理,设计了一类5种5-SPS直线型动平台并联机构,其中,4种为本文提出的新机构;同时,提出了机构的存在性判别式,并据此证明了5种5-SPS直线型动平台机构的存在性,以及6-SPS、4-SPS、3-SPS、2-SPS直线动平台机构的非存在性;其次,对5种5-SPS直线型动平台并联机构的耦合度、输出方位特征、输入-输出运动解耦性等3个重要拓扑结构特性,以及位置工作空间特性,分别进行了计算与比较,结果表明:直线动平台上球副重合可降低机构耦合度及其位置正解求解的难度,但同时会使位置工作空间减小;含三重球副的机构具有输入-输出运动部分解耦性。 展开更多

关键词 并联机构 机型设计 耦合度 方位特征集 工作空间 直线动平台

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具有符号式正解的降耦冲压机构动力学建模与分析 被引量：1

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作者 沈惠平 黄凯伟 +2 位作者 邓嘉鸣 尤晶晶 杨廷力 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期401-409,共9页

提出并设计一种具有符号式正向运动学、含3个子运动链(SKC)的单输入两滑块输出平面冲压机构。运用拓扑结构降耦方法,优化设计一种零耦合度单输入两滑块输出平面冲压机构,对其进行拓扑结构分析,得到机构耦合度为零(κ=0),从而得到正向位... 提出并设计一种具有符号式正向运动学、含3个子运动链(SKC)的单输入两滑块输出平面冲压机构。运用拓扑结构降耦方法,优化设计一种零耦合度单输入两滑块输出平面冲压机构,对其进行拓扑结构分析,得到机构耦合度为零(κ=0),从而得到正向位置、速度及加速度的符号解;采用基于Newton-Euler原理的序单开链法,建立了该机构的逆向动力学模型,并求解出机构构件的动态支反力和驱动力矩;对比分析了该方法和Lagrange法在动力学建模精度方面的误差,结果表明,基于Newton-Euler原理的序单开链法具有较高的建模精度。本研究为基于Newton-Euler原理的序单开链法在含多个SKC机构上的推广应用,以及该平面冲压机构的机械结构强度设计与动力学性能优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 冲压机构 耦合度 序单开链法 动力学建模

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