作者:沈惠平; 曾博雄; 尤晶晶; 李菊; 许正骁; 杨廷力 期刊:《农业机械学报》 2020年第02期
具有解析式位置正解且部分运动解耦的并联机构,对后续的误差分析、运动轨迹规划与控制、动力学分析等十分有利。根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论和方法,设计一种仅由移动副和转动副组成的三平移(3T)并联机构,它具有解析式位置正解、部分运动解耦性、大的操作工作空间等优点。首先,分析计算了该机构的方位特征集、自由度、耦合度3个主要拓扑特性;由于三平移的特殊方位特征约束,尽管耦合度为1,仍可直接求得机构的解...
作者:赵德胜; 袁立行 期刊:《机械设计与制造》 2018年第06期
采用四元数法描述6—SPS机构位姿矩阵,并把该矩阵和矢量坐标扩展为4维形式,通过推导无间隙机构的运动方程,得到了机构运动的新型雅克比矩阵JA和JB;在此基础上,利用连续接触模型得到了含间隙6—SPS机构的运动系数矩阵J(AS)和J(BS)。分别把J(AS)和J(BS)的行列式展开,得到含间隙机构第一类奇异和第二类奇异的轨迹方程,利用MATLAB得到了机构在给定位置时的第一类位姿奇异轨迹和第二类位姿奇异三维轨迹曲面。通过把两类含间隙机...
作者:李彬; 赵新华 期刊:《天津理工大学学报》 2005年第05期
对3-RRRT并联机器人的位置反解进行分析,根据螺旋理论对其进行瞬时运动分析,建立速度正反解方程,在此基础上获得了在奇异位形时的条件方程,并进行了数值仿真,为进一步的研究提供了理论基础.
作者:宋伟; 许勇; 吕叶萍; 刘勇; 梁诤 期刊:《轻工机械》 2019年第03期
由于平面并联机构存在着动平台灵活度低,容易产生机构奇异,工作空间小等缺点,课题组提出了一种新型4PRR-P混联加工机构。基于螺旋理论验证了机构的自由度特征,建立了机构位置逆解数学模型,确定了机构的奇异位形。采用数值搜索法求解了机构的工作空间,通过考察各尺度参数对工作空间的影响,优选得到了机构的关键尺度参数。相关数值计算及运动仿真结果表明该机构可以解决平面并联机构存在的灵活度低、容易产生机构奇异、工作空间小等...
作者:刘佳刚; 吴艳阳; 张立先 期刊:《自动化仪表》 2017年第11期
为解决工业机器人加工过程中出现的机器人末端不可达和奇异位形问题,结合现有避免奇异位形的方法,提出了一种优化工件装夹位姿算法。通过工业机器人的加工轨迹得到加工轨迹包围盒,并移动加工轨迹包围盒至工业机器人工作空间内中心位置,然后对加工轨迹包围盒的姿态进行搜索,找到合适的加工轨迹包围盒位置和姿态,进而找到合适的工件装夹位姿。该方法能够有效地定位工件装夹位置,并在该工件装夹位置的邻域内找到最优的工件装夹...
作者:刘振忠; 陈成伟; 林伟科; 邱可; 赵永杰 期刊:《计算机集成制造系统》 2018年第06期
针对先进制造领域对转动台的需求,以一种三转动自由度数控台为对象,研究了该机构的奇异位形、工作空间与尺度综合。利用闭环矢量方程机构进行位置分析与速度分析,根据雅可比矩阵判断三转动数控台的奇异位形,考虑各支链的滑鞍行程、铰链转动约束及支链干涉等因素,分析了三转动数控台的工作空间,以三转动数控台的结构参数为设计变量,采用静力传递指标作为目标函数,辅以恰当的约束条件,利用序列二次规划算法对三转动数控台进行尺度综...
作者:李帅; 张建军; 戚开诚 期刊:《机械设计与研究》 2019年第01期
针对现有的基于并联机构的六维控制器灵巧度不高、动态性能差等问题,提出一种含子闭环三支链6自由度并联机构的六维控制器。首先应用封闭矢量法,建立了运动学反解模型,求出了解析解;在反解的基础上,建立了运动学正解模型,求出了数值解,同时建立了逆解雅可比矩阵;基于逆解雅可比矩阵的分析和机构的速度分析,求解出了的三种奇异位形;最后依据奇异位形提出了机械限位的方案,保证控制器可以实现其功能。
作者:高红卫; 王丽; 史革盟; 魏宏波 期刊:《机械传动》 2017年第11期
从空间3-RPS并联机构约束得到动平台位置坐标和姿态角之间的耦合关系,由此导出工作空间边界的解析式。用运动螺旋描述由运动关节连接的构件之间的相对运动,利用反螺旋的性质,得到分支运动螺旋系的反螺旋,它代表了分支对动平台的结构约束力。进而将机构发生奇异的条件转化为分析动平台运动螺旋系和约束螺旋系线性相关的条件,自然地将机构的奇异位形划分为运动学奇异和约束奇异,给出了两种奇异对机构性能影响的物理本质,并导出奇异位...
作者:沈惠平; 赵一楠; 许正骁; 李菊; 杨廷力 期刊:《农业机械学报》 2019年第03期
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...
作者:赵晓明; 张蕾; 王革; 涉川哲郎 期刊:《上海交通大学学报》 2004年第06期
以并联机床的自己干涉、奇异位形以及工作空间的解析方法和表示方法为对象,讨论了自己干涉和奇异位形的检查判断方法,并给出了明确的计算公式;提出了并联机床工作空间的解析方法,开发了工作空间的解析软件,并通过与实验结果的比较,验证了所提方法是正确的;在此基础上,指出了工作空间的正方形表示法的不足,提出了空间圆概念和表达式,最大限度地表示了实际工作空间,缩短了干涉检查的计算时间.
作者:王进戈; 范丽华; 徐礼钜 期刊:《机械设计》 2005年第05期
基于Groebner基法和计算机符号处理技术,对3-RSP并联平台机构的位置正解问题进行了符号求解.该法通过对变量排序、建立多项式对的集合、求SP多项式和约简等运算,将一组非线性方程组化简为等价的三角化方程组,得到了封闭形式的解析解.推导了雅可比矩阵和数字-符号表示的奇异位形判别的解析表达式,对该并联机构的可操作性和奇异性进行了分析.同时给出了具体数值实例.
作者:杨高炜; 张建军; 殷玲; 李为民 期刊:《机械科学与技术》 2018年第04期
3-RPUU是一种含UU支链的对称六自由度并联机构,通过计算其瞬时运动螺旋,分析了该机构的奇异位形。首先根据机构几何参数、输入量与动平台输出量计算了支链运动螺旋;然后采用封闭式矢量法,并结合各运动副回转轴线的几何关系,求出机构的位置反解与回转轴线的方向角,进而确定了动平台任意位姿时各运动副的瞬时运动螺旋;最后,根据瞬时运动螺旋推导了机构的奇异位形产生条件,并通过实例证明其适用性。
作者:王一治; 常德功 期刊:《上海大学学报·自然科学版》 2009年第02期
通过对Mecanum轮全方位运动系统的运动学解析,给出系统轮结构对系统实现全方位运动的约束条件.约束条件包括轮数量、轮结构参数、轮组几何布局结构形式与系统实现全方位运动的关系等,同时分两类轮组布局结构形式讨论系统中存在的奇异位形,并给出减少或避开系统奇异位形的方法.
作者:韩书葵; 方跃法; 任红亚 期刊:《中国安全科学学报》 2005年第11期
机器人工作中的安全性有很大的一部分决定于机器人本身的一些性质,因此对于机构固有的性质进行分析,找到其不安全的因素加以避免,就提高机器人工作的安全性。少自由度并联机构中很多不安全因素是由于机构的奇异位形引起的,机构的奇异位形又与机构的雅可比矩阵有密切的关系,为了使机构处于安全的工作状态就要对机构的雅可比矩阵进行分析。论文中的五自由度机构,其雅可比矩阵不是方阵,不能够利用以前的矢量方法计算其雅可比矩...
作者:黄胜军; 刘宏昭 期刊:《机械科学与技术》 2017年第07期
在Delta机构的基础上提出一种含冗余驱动的三平移并联机构。基于螺旋理论计算了该并联机构的自由度,分析了位置反解,推导出雅可比矩阵,结合Gosselin奇异分析法,对Delta机构的奇异位形进行分析并找出两种新的奇异位形。将Delta机构和冗余驱动并联机构的奇异性进行比较,为了验证理论分析结果,引入可操作度这一运动性能指标,基于数值法对两种机构的奇异性进行比较。理论分析结果表明冗余驱动并联机构可以实现和Delta机构相同的...
作者:宋胜涛; 赵建文; 马瑶; 金航旭 期刊:《组合机床与自动化加工技术》 2017年第04期
文章以RRR型和PPR型二级杆组为基本杆组所组成的RRRPP构型为研究对象,首先,在选定原动件以及运动类型的前提下,分析了机构的可达工作空间以及奇异位形,得到了该机构的可动性边界条件;其次,在此基础上,研究了机构在不同可控因素下末端输出点的轨迹图谱;最后,研究了快速绘制机构的灵活工作空间的方法。研究结果为工程设计者在给定的工作轨迹设计机构时提供了有价值的参考。
作者:吕永军; 刘峰; 郑飂默; 吴文江; 朱良; 葛小川 期刊:《计算机系统应用》 2016年第12期
目前人们关于奇异位形的处理研究主要包括两大类,一类是研究如何避免,一类是研究如何通过奇异点.在分析了国内外关于奇异位形的研究基础上,本文提出了基于空间区域限定的奇异位置避免算法.其核心思想就是预先对机器人运动轨迹进行规划,给出了奇异位置及邻近奇异位置的区域划分方法,从而保证在笛卡尔空间规划时能规划出一合理的插值点,同时也基于高次多项式曲线理论对关节空间规划做了优化,保证了关节和末端运动的连续性、稳定性等....
作者:史革盟; 张锋涛; 高秀兰; 郭旭侠 期刊:《机械设计》 2016年第09期
用矢量分析和几何分析的方法建立了平面3自由度并联机构工作空间的几何形状与结构参数的解析关系。将并联机构的奇异位形分为关节空间奇异和操作空间奇异,根据机构速度关系矩阵的特征,找出了机构全部的奇异位形,给出各种奇异位形的几何意义,得到极其简明的奇异位形的解析条件。采用MATLAB实例仿真,得到各类奇异位形在工作空间的轨迹和分布特征,提出确定机构无奇异位形最大工作空间的方法。
作者:殷开明; 原大宁 期刊:《机械科学与技术》 2016年第09期
对4-SPS/SP并联机构的运动学和静力学进行分析,得到该机构的降维运动学和静力学奇异位形曲线。对比这两组曲线发现它们相差了β=±90°两条直线。通过对机构运动Jacobian矩阵分析,发现该±90°是欧拉角的"奇点",并非该并联机构的奇异位形,并运用实例加以验证。在排除该非奇异位形曲线后,根据两种方法得到的奇异位形是相同的,并对其物理意义进行了解释说明。运用静力Jacobian矩阵得到了该机构的姿态奇异位形曲面,找到了该机构的动平台...
作者:王燕玲; 陈五一; 韩先国 期刊:《组合机床与自动化加工技术》 2007年第05期
针对非对称并联机构在某些方面有着特殊的应用但研究较少的现状,对一种非对称6-PSS并联机构工作空间和灵活度进行了研究,得到了其工作空间和灵活度随结构参数和姿态要求的变化规律,得出此机构可以应用在y轴方向工作空间要求大,而绕x轴转角要求不高的场合。为进一步扩大并联机构的实际应用提供了依据。