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具有变泊松运动特性的剪叉式折展机构运动学分析
1
作者 畅博彦 闫圣杰 +2 位作者 梁栋 关鑫 韩芳孝 《工程设计学报》 CSCD 2024年第1期20-30,共11页
为提高折展机构的折展率和支撑性能,提出了一种具有变泊松运动特性的剪叉式折展机构并对其进行运动学分析。首先,提出了一种单闭环厚板支撑单元并将其应用于三明治结构,利用ANSYS Workbench软件分析不同形状夹芯层对三明治结构支撑刚度... 为提高折展机构的折展率和支撑性能,提出了一种具有变泊松运动特性的剪叉式折展机构并对其进行运动学分析。首先,提出了一种单闭环厚板支撑单元并将其应用于三明治结构,利用ANSYS Workbench软件分析不同形状夹芯层对三明治结构支撑刚度的影响,发现采用厚板支撑单元的三明治结构具有更好的支撑效果和更小的质量,且可通过改变结构设计参数来实现正负泊松比的切换。然后,根据泊松比的定义,设计了一种具有变泊松运动特性的正n边形剪叉式折展机构;基于螺旋理论,通过绘制闭环折展机构的旋量约束拓扑图分析得到其自由度为1,将折展机构分为3种模块并阐述了模块化纵向扩展的原理和过程。最后,建立了m层正n边形剪叉式折展机构的运动学模型并搭建了正四边形剪叉式折展支撑结构实物样机,进一步验证了机构的变泊松运动特性,这可为后续的研究提供理论基础。 展开更多
关键词 三明治结构 剪叉式折展机构 螺旋理论 运动学分析
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高速-重载全地形车仿生悬架系统运动学分析
2
作者 李占龙 万世永 +3 位作者 张正 任志曌 高山铁 刘志奇 《中国工程机械学报》 2024年第1期13-18,共6页
全球自然灾害形势复杂,极端灾害事件呈频发、高发、突发态势。某型高速-重载全地形车作业过程中会产生剧烈振动,传统减振方案存在诸多影响减振效能的潜在因素。从仿生学原理和生物力学机理入手,探究自然界犀牛、袋鼠的生物缓冲特性与全... 全球自然灾害形势复杂,极端灾害事件呈频发、高发、突发态势。某型高速-重载全地形车作业过程中会产生剧烈振动,传统减振方案存在诸多影响减振效能的潜在因素。从仿生学原理和生物力学机理入手,探究自然界犀牛、袋鼠的生物缓冲特性与全地形车速度快、承载重、冲击强等应用性能之间的内在联系,结合机械原理,研究一套结构紧凑、抗冲击能力强的仿生悬架系统,响应高速-重载全地形车在复杂地形下应急保障工作的需求。结合几何原理建立仿生悬架系统运动学数学模型,求得各输入、输出角位置参数数值算例,并对三维模型展开位置仿真分析,验证数值算例的正确性。在验证其仿真结果与理论计算结果相符的基础上,对相应角速度及角加速度随时间变化的运动轨迹进行运动学分析,验证该机构在运动过程中的平稳性,表明结构设计符合减小冲击和振荡的实际运行需求。运动学数学模型可为后续结构参数优化、确定减振单元性能、进一步实行控制和试验工作提供可靠的数据资料和理论支撑,有助于提高减振系统研究与设计的效率,缩短研发周期,降低研究成本,同时为其他减振系统研究提供有益参考。 展开更多
关键词 高速-重载 应急保障工作 仿生学 悬架系统 运动学分析
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基于共形几何代数的工业机器人运动学分析
3
作者 于洋 魏梦迪 +2 位作者 徐桂鹏 任思敏 魏雅鑫 《机械传动》 2024年第3期73-80,共8页
为解决工业机器人运动学求解复杂程度高、运算量大的问题,将共形几何代数(Confor-mal Geometric Algebra,CGA)方法引入到工业机器人运动学模型构建中。在正运动学求解过程中,利用CGA中平移算子和旋转算子列出各关节的运动表达式,求出机... 为解决工业机器人运动学求解复杂程度高、运算量大的问题,将共形几何代数(Confor-mal Geometric Algebra,CGA)方法引入到工业机器人运动学模型构建中。在正运动学求解过程中,利用CGA中平移算子和旋转算子列出各关节的运动表达式,求出机器人末端执行器的位姿;在逆运动学求解过程中,将构造的基本几何体进行外积计算,求得各关节点的位置,然后构造过关节点的线和面,并在CGA框架内做内积,得到所有关节角的余弦表达,求解得到机器人逆运动学的全部解;最后,以MOTOMAN-HP20D型6自由度工业机器人为例进行计算,并通过Matlab/Simulink软件验证了算法的准确性和有效性,为机器人后续的运动控制奠定了基础。 展开更多
关键词 共形几何代数 运动学分析 工业机器人 基本几何体
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基于ADAMS的Stewart平台运动学分析
4
作者 葛正浩 高创 +2 位作者 张晓亮 胡锋利 唐志雄 《轻工机械》 CAS 2024年第2期1-7,22,共8页
针对在Stewart 6自由度并联平台设计中,支腿的运动学及动力学参数理论计算过于复杂的问题,课题组提出了基于ADAMS的Stewart平台反解与正解相结合的分析方法。首先,通过ADAMS反解求得支腿位移参数;然后,将位移参数转换为驱动函数添加在... 针对在Stewart 6自由度并联平台设计中,支腿的运动学及动力学参数理论计算过于复杂的问题,课题组提出了基于ADAMS的Stewart平台反解与正解相结合的分析方法。首先,通过ADAMS反解求得支腿位移参数;然后,将位移参数转换为驱动函数添加在各个支腿上;接着,通过ADAMS正解求解支腿其余运动参数;最后,通过实例对比理论计算与ADAMS分析数据。结果表明:课题组提出方法求得的支腿位移与理论值之差均小于0.01 mm,支腿最大速度及最大加速度与理论值误差均小于2%,从而验证了该分析方法的合理性与科学性。该分析方法为工程中遇到的6自由度平台已知动平台驱动函数求解支腿参数的实际问题提供了一种高效的解决办法。 展开更多
关键词 STEWART平台 ADAMS软件 运动学分析 反解 正解
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月基装备行走运动学分析与连续步态规划
5
作者 何天宇 董洋 +3 位作者 檀傈锰 王岩 赵军鹏 王春洁 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 2024年第1期308-316,共9页
针对缓冲行走功能一体的月面探测器构型设计困难、步态分析复杂等问题,提出了一种基于相同支链构型的四足月基装备(LBE)设计分析方法与连续步态规划方案。设计复合功能着陆腿机构及整机多状态位姿;构建LBE在行走状态下的单腿运动学模型... 针对缓冲行走功能一体的月面探测器构型设计困难、步态分析复杂等问题,提出了一种基于相同支链构型的四足月基装备(LBE)设计分析方法与连续步态规划方案。设计复合功能着陆腿机构及整机多状态位姿;构建LBE在行走状态下的单腿运动学模型,对其进行正逆运动学求解,分析单腿与整机工作空间和运动性能;对LBE整机进行水平月面的连续步态规划,并设计单步足端轨迹,通过动力学仿真,验证LBE行走步态稳定性。仿真结果表明:LBE沿前进方向连续稳定运行,质心竖直方向浮动仅占整器高度的0.24%,俯仰角最大摆动幅度为0.34°,翻滚角最大摆动幅度为0.27°。 展开更多
关键词 月基装备 构型设计 运动学分析 可操作度 步态规划
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红花果球喂入分距机构的设计及运动学分析
6
作者 董建华 葛云 +3 位作者 楚世哲 郑一江 曾海峰 郭道道 《石河子大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期22-29,共8页
针对红花采摘机器人末端执行器采摘时由于红花果球挤拢后分散间距小、互相遮挡而使定位不准确的问题,提出一种在红花植株喂入阶段同时对果球进行疏散分距的方法,设计了一种红花果球喂入分距机构,并对机构的主体结构与结构参数进行设计... 针对红花采摘机器人末端执行器采摘时由于红花果球挤拢后分散间距小、互相遮挡而使定位不准确的问题,提出一种在红花植株喂入阶段同时对果球进行疏散分距的方法,设计了一种红花果球喂入分距机构,并对机构的主体结构与结构参数进行设计和机构运动学分析,结果表明:整个运动期间,机构运行速度和加速度无瞬时突变,运动平稳可靠,满足设计要求。搭建了红花果球喂入分距性能试验台,并进行试验,结果表明:采用喂入分距作业可减少红花果球的遮挡,分距合格率为92.33%,果球遮挡率为3.15%,植株和果球损伤的比例分别为0.64%和1.05%,该喂入分距机构有效增加了夹持挤拢操作后的相邻红花果球间距,使红花果球呈平面条带状规整排列,降低采摘难度。研究可为红花机械化采摘提供理论依据。 展开更多
关键词 红花果球 喂入 分距 机构设计 运动学分析
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基于共形几何代数的并联机器人逆运动学分析方法
7
作者 柴馨雪 李翔毅 +2 位作者 汤陈昕 李秦川 徐灵敏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 2024年第3期421-430,共10页
运动学分析是并联机器人运动学性能评估和结构尺寸优化的基础。现有并联机器人运动学分析方法存在几何建模与几何计算相分离的问题,本文利用共形几何代数(Conformal geometric algebra, CGA)集几何表示和计算为一体的优势,提出一种并联... 运动学分析是并联机器人运动学性能评估和结构尺寸优化的基础。现有并联机器人运动学分析方法存在几何建模与几何计算相分离的问题,本文利用共形几何代数(Conformal geometric algebra, CGA)集几何表示和计算为一体的优势,提出一种并联机器人逆运动学分析方法。根据动平台位姿参数给出动平台刚体运动算子,通过共形几何代数框架下的几何积实现动平台上任意点的刚体变换,得到任意点在运动过程中的共形几何表达式;结合机构中尺寸、几何约束,利用内积运算,建立机构运动学方程;根据运动学方程,进行运动学反解计算和速度分析。以3自由度的3-RPS并联机器人和6自由度6-UPS并联机器人为例,对所提方法进行验证,并将逆运动学推导结果与仿真软件所得结果进行了对比,验证了本文提出方法的正确性。该方法将空间向量和旋转表示等几何对象与矩阵乘法、矢量外积等计算方式相结合,使得并联机器人空间几何问题统一在一个代数系统中进行处理,因此分析过程几何直观性较强,简化了运动学逆解分析计算过程。 展开更多
关键词 并联机器人 共形几何代数 运动学分析
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基于双混联机器人的镜像铣削系统运动学分析与加工路径生成方法
8
作者 刘祺 郭梦娜 +3 位作者 山显雷 田文杰 马跃 李彬 《航空制造技术》 CSCD 2024年第5期46-52,共7页
以一种由双混联机器人组成的镜像铣削系统为研究对象,采用矢量法建立了镜像铣削系统规格化的运动学正逆解模型,其中正解方法较采用牛顿迭代法求解的方法具有计算效率与精度高的优点。提出了一种镜像加工路径生成方法,明确了双机参考坐... 以一种由双混联机器人组成的镜像铣削系统为研究对象,采用矢量法建立了镜像铣削系统规格化的运动学正逆解模型,其中正解方法较采用牛顿迭代法求解的方法具有计算效率与精度高的优点。提出了一种镜像加工路径生成方法,明确了双机参考坐标系的位姿关系,通过设定薄壁结构件的期望加工壁厚计算位姿镜像对称的刀具与支撑头路径。提出了十轴联动与双五轴联动两种镜像加工路径执行方法,后者较前者具备可重构性与模块化的特点,支持铣削或支撑机器人单机作业,能够满足大工作空间内单机或多机快速现场布置与高效协同加工的需求。为验证所提出的运动学模型与加工路径生成、执行方法的正确有效性,开展了大型薄壁结构件镜像加工试验,试验结果表明,壁厚加工误差可保证在±0.18 mm以内。 展开更多
关键词 镜像铣削 混联机器人 运动学分析 镜像加工路径 双机器人控制
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混联支路并联腿运动学分析与尺度综合
9
作者 顾昌利 赵佳毅 +1 位作者 饶晓波 高建设 《机械设计与制造》 2024年第3期94-99,共6页
针对步行机器人在核环境下作业时,动力源分散,不便于防护的问题,提出一种动力源集中布置,可用于构建步行机器人的四自由度混联支路并联腿部机构。运用螺旋理论分析其自由度数目、性质及机构特性。建立了运动学反解模型,并分别推导出驱... 针对步行机器人在核环境下作业时,动力源分散,不便于防护的问题,提出一种动力源集中布置,可用于构建步行机器人的四自由度混联支路并联腿部机构。运用螺旋理论分析其自由度数目、性质及机构特性。建立了运动学反解模型,并分别推导出驱动空间和关节空间的速度雅克比矩阵。以两个雅克比矩阵条件数为基础,提出了一种带权重的混合条件数,用于综合评价机构的力传递与运动传递性能。以混合条件数最小为尺度综合目标,先通过单调性分析得到结构参数的取值区间,再应用粒子群优化算法获得一组最优结构参数,为样机加工和其他混联支路并联机构尺度综合提供参考。该新型腿部机构动力源统一后置,便于集中防护,驱动空间具有驱动置换功能和半解耦特性,便于实现位姿控制,在核辐射、高温等恶劣环境下有着良好的应用前景。 展开更多
关键词 核机器人 混联支路 运动学分析 尺度综合 步行机器人
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基于自转一阶非连续式微球双平盘研磨的运动学分析与实验研究
10
作者 吕迅 李媛媛 +3 位作者 欧阳洋 焦荣辉 王君 杨雨泽 《表面技术》 EI CAS CSCD 2024年第8期133-144,共12页
目的分析不同研磨压力、下研磨盘转速、保持架偏心距和固着磨料粒度对微球精度的影响,确定自转一阶非连续式双平面研磨方式在加工GCr15轴承钢球时的最优研磨参数,提高微球的形状精度和表面质量。方法首先对自转一阶非连续式双平盘研磨... 目的分析不同研磨压力、下研磨盘转速、保持架偏心距和固着磨料粒度对微球精度的影响,确定自转一阶非连续式双平面研磨方式在加工GCr15轴承钢球时的最优研磨参数,提高微球的形状精度和表面质量。方法首先对自转一阶非连续式双平盘研磨方式微球进行运动学分析,引入滑动比衡量微球在不同摩擦因数区域的运动状态,建立自转一阶非连续式双平盘研磨方式下的微球轨迹仿真模型,利用MATLAB对研磨轨迹进行仿真,分析滑动比对研磨轨迹包络情况的影响。搭建自转一阶非连续式微球双平面研磨方式的实验平台,采用单因素实验分析主要研磨参数对微球精度的影响,得到考虑圆度和表面粗糙度的最优参数组合。结果实验结果表明,在研磨压力为0.10 N、下研磨盘转速为20 r/min、保持架偏心距为90 mm、固着磨料粒度为3000目时,微球圆度由研磨前的1.14μm下降至0.25μm,表面粗糙度由0.1291μm下降至0.0290μm。结论在自转一阶非连续式微球双平盘研磨方式下,微球自转轴方位角发生突变,使研磨轨迹全覆盖在球坯表面。随着研磨压力、下研磨盘转速、保持架偏心距的增大,微球圆度和表面粗糙度呈现先降低后升高的趋势。随着研磨压力与下研磨盘转速的增大,材料去除速率不断增大,随着保持架偏心距的增大,材料去除速率降低。随着固着磨料粒度的减小,微球的圆度和表面粗糙度降低,材料去除速率降低。 展开更多
关键词 自转一阶非连续 双平盘研磨 微球 运动学分析 研磨轨迹 研磨参数
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三移一转并联机构运动学分析
11
作者 陈会元 王蕊 +2 位作者 张明泽 武海军 张金柱 《组合机床与自动化加工技术》 2024年第2期13-17,23,共6页
为满足钢铁搬运行业的应用需求,提出了一种新型三移一转并联机构。该机构的每条分支包含驱动支链RPR和执行支链RPaPaR,其执行支链中的平行四边形铰链Pa具有封闭环结构特性,使机构有较大的刚度。借助螺旋理论分析了该并联机构的自由度。... 为满足钢铁搬运行业的应用需求,提出了一种新型三移一转并联机构。该机构的每条分支包含驱动支链RPR和执行支链RPaPaR,其执行支链中的平行四边形铰链Pa具有封闭环结构特性,使机构有较大的刚度。借助螺旋理论分析了该并联机构的自由度。采用机构杆件之间的几何条件以及坐标变换求出机构的位置逆解,得到驱动杆件与动平台位姿的关系。根据钢铁搬运任务需求,使用五次多项式计算出动平台分段驱动函数,在仿真软件ADAMS中实现机构末端由初始到目标位置的轨迹规划,并由驱动杆的仿真数据与计算数据一致,验证了机构位置逆解数学模型的正确性。利用PID控制器搭建机构的位置控制模型,实现动平台的实际位置与理论位置轨迹的一致性。使用CAD变量几何法得到了机构的可达位置工作空间,并对其进行了分析,得出工作空间分布特点。 展开更多
关键词 并联机构 运动学分析 仿真 轨迹规划 位置控制 工作空间
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可摘挂抱索器运动学分析
12
作者 王爱芳 宋胜伟 +2 位作者 门星宇 冯旻 周平 《煤炭技术》 CAS 2024年第1期260-264,共5页
架空乘人装置在煤矿生产中的使用非常广泛,为了确保可摘挂架空乘人装置运行的安全性和舒适性,对其核心部件可摘挂抱索器的运动特性进行分析,探究可摘挂抱索器主要结构尺寸对其运动稳定性的影响。通过Adams软件对可摘挂抱索器运动过程进... 架空乘人装置在煤矿生产中的使用非常广泛,为了确保可摘挂架空乘人装置运行的安全性和舒适性,对其核心部件可摘挂抱索器的运动特性进行分析,探究可摘挂抱索器主要结构尺寸对其运动稳定性的影响。通过Adams软件对可摘挂抱索器运动过程进行数值模拟研究,分析可摘挂抱索器与吊椅连接处在竖直方向的运动特性,探究可摘挂抱索器结构参数对吊椅竖直方向运动的影响规律。 展开更多
关键词 架空乘人装置 可摘挂抱索器 ADAMS 运动学分析
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面向复杂空间路径的焊接机器人运动学分析与轨迹规划 被引量：1
13
作者 余震 任豪豪 +1 位作者 秦庆平 胡柯 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第5期384-392,共9页
为了提高面向复杂空间路径焊接机器人的焊接质量,以IRB 1410型机器人为研究对象,采用改进的D-H(Denavit-Hartenberg)法建立其运动学模型,通过坐标变换推导出机器人末端相对于基坐标系的位姿变换矩阵,利用RobotStudio软件和FlexPendant... 为了提高面向复杂空间路径焊接机器人的焊接质量,以IRB 1410型机器人为研究对象,采用改进的D-H(Denavit-Hartenberg)法建立其运动学模型,通过坐标变换推导出机器人末端相对于基坐标系的位姿变换矩阵,利用RobotStudio软件和FlexPendant示教器验证了正运动学模型的正确性,然后推导出焊接机器人逆运动学的解析解,设计了Simulink模块对逆运动学算法进行仿真验证。根据所建立的运动学模型对具有复杂空间路径的马鞍形焊缝进行了等角度插补轨迹规划,并通过五次多项式插值算法使焊枪由初始位置至焊接起始点的运动轨迹与马鞍形轨迹相衔接。研究结果表明,本文建立的焊接机器人正、逆运动学求解模型可用于复杂空间路径焊接机器人的轨迹规划,焊接过程中机器人各关节运动连续且平稳,可满足焊接精度要求。 展开更多
关键词 焊接机器人 运动学分析 复杂空间路径 轨迹规划 马鞍形焊缝
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液压支架油缸内壁缺陷修复机械臂的运动学分析与仿真 被引量：1
14
作者 张鑫 潘建全 +2 位作者 李旭 綦慧君 周芹乐 《机床与液压》 北大核心 2023年第6期131-136,共6页
针对矿用液压支架油缸内壁局部缺陷修复,设计一种能深入液压支架油缸筒内进行内壁修复的焊接机械臂。基于改进D-H参数建模方法,对设计的内表面修复焊接机械臂进行运动学建模,并求解了内表面修复焊接机械臂的正、逆运动学。借助MATLAB软... 针对矿用液压支架油缸内壁局部缺陷修复,设计一种能深入液压支架油缸筒内进行内壁修复的焊接机械臂。基于改进D-H参数建模方法,对设计的内表面修复焊接机械臂进行运动学建模,并求解了内表面修复焊接机械臂的正、逆运动学。借助MATLAB软件,采用蒙特卡洛法,对该焊接机械臂的有效工作空间进行了仿真分析,利用Robotics Toolbox工具箱对油缸内壁缺陷修复机械臂进行关节轨迹规划,通过仿真得到各关节的角位移、角速度、角加速度曲线。仿真结果表明:该机械臂运行平稳,轨迹连续,满足运动学要求。 展开更多
关键词 焊接机械臂 运动学分析 工作空间 轨迹规划
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一种并联机构全关节逆运动学分析方法
15
作者 孙涛 王梁 +3 位作者 霍欣明 齐杨 王俊 李祺 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期942-952,共11页
机器人机构逆运动学分析是开展其性能建模和优化设计的基础.然而,现有并联机构运动学逆解方法主要是针对给定位姿下驱动关节运动变量的求解,而对于非驱动关节运动变量则需基于机构的几何特性,通过反复迭代消元计算获得,因而难以形成代... 机器人机构逆运动学分析是开展其性能建模和优化设计的基础.然而,现有并联机构运动学逆解方法主要是针对给定位姿下驱动关节运动变量的求解,而对于非驱动关节运动变量则需基于机构的几何特性,通过反复迭代消元计算获得,因而难以形成代数化求解流程和数字化分析软件.针对上述问题,提出一种基于有限旋量的并联机构全关节位置逆解求解方法并开展其数字化软件研发.首先,提出并联机构全关节位置解求解流程,构造并联机构末端及其支链的初始位姿,利用有限旋量建立运动方程,并通过数值方法对运动方程进行求解.以一类两转动并联机构4RSR-SS为例,计算各支链的全关节位置解,并与仿真结果对比验证解的准确性.然后,在此基础上,建立全关节位置解的数字化算法,基于B/S架构开展并联机构运动学分析软件开发,构建运动学逆解、轨迹仿真和工作空间等功能模块,通过对3-PRS并联机构的全关节逆运动学分析验证软件的有效性.最后,从冗余参数、方程数目等方面与现有方法进行比较.提出的全关节逆运动学分析方法的优点在于:可构建简洁的运动方程并同时求解给定目标位姿下的所有关节变量,避免冗余参数和计算;涉及的所有步骤均可利用代数运算求解,有利于实现并联机器人机构逆运动学分析的数字化. 展开更多
关键词 逆运动学 并联机构 有限旋量 数字化 运动学分析软件
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3-PUU并联机构的运动学分析与验证
16
作者 陈明方 黄良恩 +1 位作者 张永霞 姚国一 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期763-778,共16页
为提升少自由度并联机构设计的效率和准确性,针对自主设计的3-PUU并联机构进行了理论分析和实验研究。首先,利用螺旋理论和修正的Kutzbach-Grubler公式分析了并联机构的自由度;同时,解算了并联机构的运动学正反解和雅可比矩阵,并基于雅... 为提升少自由度并联机构设计的效率和准确性,针对自主设计的3-PUU并联机构进行了理论分析和实验研究。首先,利用螺旋理论和修正的Kutzbach-Grubler公式分析了并联机构的自由度;同时,解算了并联机构的运动学正反解和雅可比矩阵,并基于雅可比矩阵分析了其约束奇异和运动奇异。然后,利用极限边界搜索法分析了并联机构的工作空间,并以雅可比矩阵条件数的倒数作为局部灵巧度来构造全局灵巧度,分析了并联机构的运动性能。接着,搭建了并联机构的ADAMS/Simulink联合仿真模型,基于给定的动平台运动方程,通过仿真得到了动平台位置的仿真曲线及误差曲线。最后,利用并联机构样机、PC(personal computer,个人计算机)、STM32单片机、伺服电机及激光跟踪仪搭建了实验平台,并测定了并联机构动平台的位置曲线。结果表明,该并联机构具有较大的可达工作空间且其运动性能较好;通过对比理论结果与仿真结果可知,所构建的并联机构运动学模型正确;动平台位置的实测值与理论值之间存在一定误差,主要原因是并联机构存在机械误差以及控制系统精度不足,但实测曲线与理论曲线的变化趋势基本一致,进一步验证了并联机构运动学模型的正确性。研究结果可为少自由度并联机构的设计提供参考。 展开更多
关键词 3-PUU并联机构 运动学分析 奇异性 工作空间 灵巧度 ADAMS/Simulink仿真
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数控激光加工机床运动学分析与后置处理实现
17
作者 李忠群 张伟峰 +2 位作者 刘强 杨尚臻 殷振朔 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第21期14-21,共8页
激光烧蚀技术以其高能量密度、优良的聚焦性和非接触性等独特优势,成为加工超硬材料的理想选择。为了自主开发超硬刀具材料加工用数控激光机床,首先采用D–H法建立了机床的运动学模型,确定了各轴的行程范围和基于加工坐标系的工作空间... 激光烧蚀技术以其高能量密度、优良的聚焦性和非接触性等独特优势,成为加工超硬材料的理想选择。为了自主开发超硬刀具材料加工用数控激光机床,首先采用D–H法建立了机床的运动学模型,确定了各轴的行程范围和基于加工坐标系的工作空间。随后,利用MATLAB、Python和UG等多种方法开发了相应的后置处理器,以实现将加工指令转化为机床控制系统可执行的指令。最后,为了验证运动学模型的准确性和有效性,在VERICUT中创建了一个虚拟机床并进行运动仿真,仿真结果显示机床运动过程未出现干涉和程序错误等情况,表明所构建的运动学模型是准确可靠的。研究发现,在激光焦距为130 mm的情况下,机床引入双转台后的工作空间增加了1.9倍,能够满足更为复杂的加工需求。 展开更多
关键词 超硬材料刀片 激光加工机床 运动学分析 轨迹仿真 后置处理
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考虑多运动副间隙的多杆机构运动学分析
18
作者 尹来容 姜岸委 +1 位作者 周荡 黄龙 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第5期178-181,共4页
采用二状态模型来模拟间隙状态,通过非线性连续接触碰撞力的混合模型来描述接触构件之间的碰撞特性。以此模型研究含间隙的多杆机构,通过ADAMS进行仿真分析多运动副间隙对多杆机构运动特性的影响,得到不同位置和不同间隙大小对机构产生... 采用二状态模型来模拟间隙状态,通过非线性连续接触碰撞力的混合模型来描述接触构件之间的碰撞特性。以此模型研究含间隙的多杆机构,通过ADAMS进行仿真分析多运动副间隙对多杆机构运动特性的影响,得到不同位置和不同间隙大小对机构产生的不同影响。结果表明:在与固定杆相连的间隙位置以及中间杆的间隙位置取较小值,可令机构有较好的运动特性。为多杆机构或者高精度杆系机构的分析、设计与寿命预测奠定理论基础;同时,也有利于多杆机构的实际运用。 展开更多
关键词 间隙 多杆机构 运动学分析 ADAMS仿真
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一种仿生四足机器人腿部机构的运动学分析与验证
19
作者 王晓磊 刘祥 张强池 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第2期286-289,294,共5页
提出了一种用于仿生四足机器人的新型串并混联腿部机构。首先介绍了四足机器人的结构组成,然后基于矢量分析法推导了该串并混联腿部机构的运动学正解与反解方程,并采用蒙特卡洛法求解了机器人腿部机构的工作空间,求出腿机构的速度雅克... 提出了一种用于仿生四足机器人的新型串并混联腿部机构。首先介绍了四足机器人的结构组成,然后基于矢量分析法推导了该串并混联腿部机构的运动学正解与反解方程,并采用蒙特卡洛法求解了机器人腿部机构的工作空间,求出腿机构的速度雅克比矩阵。最后引入基于零冲击原则的足端轨迹,采用Adams软件对机器人单腿模型进行了虚拟样机仿真。仿真结果表明:各驱动电缸的速度变化曲线与理论计算结果一致,误差在±1×10^(-3)m/s范围内,验证了机器人运动学模型的正确性,间接验证了机器人位置方程和工作空间求解的正确性,为腿部机构的静力学分析和动力学分析及整机结构优化奠定了基础。 展开更多
关键词 仿生四足机器人 串并混联机构 运动学分析 工作空间 蒙特卡洛法
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蛇形供水管道机器人头部结构设计与运动学分析
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作者 陈双叶 黄成意 +6 位作者 张智武 张林 韩默 史思雨 赵婧华 吴坤 李志 《计算机测量与控制》 2023年第5期187-192,共6页
管道机器人被广泛应用于管道检测领域,为观测小口径带压供水管网的内部情况,检测漏水点,设计了一种小体型的蛇形管道机器人头部结构,不仅有着良好的防水抗压效果,且该结构引入连续体机器人的特点,采用绳驱柔性体和关节旋转的配合动作来... 管道机器人被广泛应用于管道检测领域,为观测小口径带压供水管网的内部情况,检测漏水点,设计了一种小体型的蛇形管道机器人头部结构,不仅有着良好的防水抗压效果,且该结构引入连续体机器人的特点,采用绳驱柔性体和关节旋转的配合动作来进行姿态变换,使得机器人头部运动更加灵活,能够在150 mm~300 mm的小口径自来水管道中自由移动,有着广泛的可达任务空间;运用等效D-H方法建立机器人的运动学模型,计算出其正、逆解析表达式,并使用蒙特卡罗法在Matlab中绘制出机器人头部的可达任务空间图,最后将设计的虚拟样机模型在Adams仿真软件中进行仿真分析;运动学分析和虚拟样机模型的仿真分析结果表明,所提出的管道机器人头部结构设计方案合理可行,满足应用设计需求。 展开更多
关键词 管道检测 蛇形管道机器人 姿态变换 运动学分析 仿真分析
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