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3-DOF并联机器人奇异位形分析
1
作者 赵洪全 赵新华 《天津理工大学学报》 2010年第1期21-24,共4页
通过对3-DOF并联机器人机构的分析,采用UG建立其三维模型;采用空间闭环向量法建立运动学反解方程,得到其全部解;通过MATLAB软件对机器人运动学进行数值仿真,以验证位置反解的正确性.采用求导法求出了雅克比矩阵,在此基础上对奇异位形进... 通过对3-DOF并联机器人机构的分析,采用UG建立其三维模型;采用空间闭环向量法建立运动学反解方程,得到其全部解;通过MATLAB软件对机器人运动学进行数值仿真,以验证位置反解的正确性.采用求导法求出了雅克比矩阵,在此基础上对奇异位形进行分析. 展开更多
关键词 3-dof并联机器人 位置反解 雅克比矩阵 奇异位形
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斜面3D打印并联机器人的设计与分析
2
作者 薛兴 周毅钧 符克伟 《机械工程与自动化》 2024年第1期36-39,共4页
提出了一种新型的3RP-3RPR五自由度并联机器人,基于这种并联机构设计了一种具有多角度的快速反应3D打印并联机器人。首先基于螺旋理论分析机构的运动学特征,得出了机构的自由度并进行了验证;然后对并联机器人进行运动学分析,得出了机构... 提出了一种新型的3RP-3RPR五自由度并联机器人,基于这种并联机构设计了一种具有多角度的快速反应3D打印并联机器人。首先基于螺旋理论分析机构的运动学特征,得出了机构的自由度并进行了验证;然后对并联机器人进行运动学分析,得出了机构的运动学正解和反解,再通过ADAMS软件对打印机构的运动进行仿真分析,得到了该打印机构的动平台运动曲线,结果表明该机构可以实现5个自由度的运动,且运动期间不会发生干涉;最后基于分层搜索法将运动学反解代入MATLAB软件得到了机构的位置和姿态空间,计算结果表明由于该机构结构的特殊性,工作空间较大,形状规则且无空洞。分析表明:此打印机器人可以在水平倾角较大的地方进行打印工作,该研究为机构的设计和此后的优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 并联机构 3D打印机器人 运动仿真 斜面
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3-DOF并联机器人运动学建模与实验验证 被引量:1
3
作者 乔文刚 袁亭雪 《机械传动》 CSCD 北大核心 2014年第12期86-90,共5页
对3-DOF并联机器人进行物理模型简化并建立运动学数学模型,以此模型为基础研究机器人位置控制系统并开发实验平台的软件控制系统。搭建了由机械、电气和软件三大系统组成的实验平台,进行实验并将实验数据与理想数据对比分析。分别用角... 对3-DOF并联机器人进行物理模型简化并建立运动学数学模型,以此模型为基础研究机器人位置控制系统并开发实验平台的软件控制系统。搭建了由机械、电气和软件三大系统组成的实验平台,进行实验并将实验数据与理想数据对比分析。分别用角度仿真法和坐标规划法,验证了实验平台运动学模型正确性。 展开更多
关键词 3-dof并联机器人运动学 实验平台
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3-PSS柔性并联微操作机器人柔度分析
4
作者 任军 何文浩 +1 位作者 李其良 吴瀚海 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第3期426-431,共6页
柔度矩阵建模是进行全柔性机构分析的基础。针对3-PSS型柔性并联微操作机器人,首先基于坐标变换法计算机构单条支链柔度矩阵,并基于此建立机器人整体柔度矩阵模型。然后进行数值算例计算和Ansys有限元仿真分析,并将理论计算结果与有限... 柔度矩阵建模是进行全柔性机构分析的基础。针对3-PSS型柔性并联微操作机器人,首先基于坐标变换法计算机构单条支链柔度矩阵,并基于此建立机器人整体柔度矩阵模型。然后进行数值算例计算和Ansys有限元仿真分析,并将理论计算结果与有限元分析结果进行对比,验证了柔度矩阵建模的正确性。最后对柔性并联机器人进行了柔度性能分析,并得出了机构的结构参数对柔度的影响规律,分析结果对3-PSS型柔性并联机构的结构优化设计提供了依据。 展开更多
关键词 3-PSS机构 柔性并联机器人 坐标变换 柔度矩阵
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3-DOF平面并联机器人的类型分析与运动学 被引量:1
5
作者 刘平安 方跃法 《机床与液压》 北大核心 2005年第9期14-16,共3页
根据3-DOF平面并联机器人过渡关节为转动关节或移动关节,推知其过渡(关节)变量为转动变量或移动变量,将其分为两种类型,即过渡变量为转动变量的第一类和过渡变量为移动变量的第二类平面并联机器人。并导出了各类型具有的标准运动学模型... 根据3-DOF平面并联机器人过渡关节为转动关节或移动关节,推知其过渡(关节)变量为转动变量或移动变量,将其分为两种类型,即过渡变量为转动变量的第一类和过渡变量为移动变量的第二类平面并联机器人。并导出了各类型具有的标准运动学模型及其解的结构。类型一的运动学正解为一元六次方程,最多有六组解;类型二的为一元二次方程,最多有两组解。反解运动学模型为一元二次方程或有惟一解。 展开更多
关键词 3-dof平面并联机器人 机构分类 运动学 过渡关节变量
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曲面雕刻机器人的自适应迭代学习控制研究
6
作者 李祖明 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第5期626-630,共5页
为解决现有曲面雕刻平台存在运动误差较大且运动控制精度低的问题,本文以3-PRR并联曲面雕刻机器人为研究对象,对机器人的输出轨迹跟踪控制精度展开研究。采用闭环矢量法求解机器人反解运动学方程和雅可比矩阵。应用拉格朗日法建立并联... 为解决现有曲面雕刻平台存在运动误差较大且运动控制精度低的问题,本文以3-PRR并联曲面雕刻机器人为研究对象,对机器人的输出轨迹跟踪控制精度展开研究。采用闭环矢量法求解机器人反解运动学方程和雅可比矩阵。应用拉格朗日法建立并联机器人动力学方程,针对并联机器人在考虑干扰的情况下,建立了一种基于PD反馈结构的控制增益随迭代次数变化的自适应迭代学习控制策略,并采用联合数值仿真方法对机器人的稳定性及轨迹控制跟踪精度进行了验证。结果表明:当跟踪轨迹的最大误差降低为0.000115 mm时,可以实现3-PRR并联曲面雕刻机器人的高精度跟踪期望轨迹。验证了该控制策略的有效性,为实现曲面雕刻平台的高精度运动控制定位奠定了理论基础和应用前景。 展开更多
关键词 3-PRR并联机器人 动力学 自适应迭代学习法 轨迹跟踪
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3-RPS并联机器人静力学研究及SimMechanics仿真 被引量:10
7
作者 于凌涛 张楠 +3 位作者 张立勋 王道明 杨硕 于鹏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1061-1064,1066,共5页
针对传统的建模方法忽略连杆自身重力并具有较大误差这一问题,对单个杆件在铰链约束及重力作用下的受力情况进行分析,推导出机器人处于任意位姿时连杆受力与动平台负载力(矩)二者的关系,从而建立了3-RPS并联机器人完整的静力学模型.利用... 针对传统的建模方法忽略连杆自身重力并具有较大误差这一问题,对单个杆件在铰链约束及重力作用下的受力情况进行分析,推导出机器人处于任意位姿时连杆受力与动平台负载力(矩)二者的关系,从而建立了3-RPS并联机器人完整的静力学模型.利用Matlab的SimMechanics和Simulink模块库构造出该3-RPS并联机器人的仿真模型,对该模型进行受力仿真,验证了静力学模型的正确性.该研究同样适用于其他种类的3自由度并联机器人. 展开更多
关键词 3-RPS 并联机器人 静力学 SimMechanics仿真
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3-RPS并联机器人运动可靠性仿真研究 被引量:12
8
作者 孙志礼 杨强 +1 位作者 闫明 雷东亮 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2007年第6期780-783,786,共5页
利用ADAMS 12.0建立多体系统仿真模型:首先在ADAMS/View模块下建立参数化的虚拟样机模型。利用ADAMS软件提供的Point Motion、Measure和Spline等功能,获得机器人位姿正反解。考虑杆长误差和球副位置误差服从正态分布的情况下,利用随机... 利用ADAMS 12.0建立多体系统仿真模型:首先在ADAMS/View模块下建立参数化的虚拟样机模型。利用ADAMS软件提供的Point Motion、Measure和Spline等功能,获得机器人位姿正反解。考虑杆长误差和球副位置误差服从正态分布的情况下,利用随机抽样获得不同模型的实现,通过仿真得到机器人末端执行器的多组运动轨迹,并用文本文件记录相应的数据结果。最后由统计计算得出任意时刻的机器人运动可靠度。该方法不涉及复杂的数学推导,计算精度高,求解周期短,为设计人员提供了一定的参考,适合于工程应用。 展开更多
关键词 3-RPS并联机器人 运动可靠性 ADAMS 12.0 MONTE CARLO方法 误差
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一种球面2-DOF冗余驱动并联机器人的优化设计 被引量:6
9
作者 张立杰 李永泉 史文雅 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2009年第2期60-64,共5页
提出了一种基于兼顾全域性能指标和局域性能指标相对性能综合最优的机器人机构尺寸优化设计方法,运用VB、Matlab软件编写优化程序,并通过范例给出了该优化程序的使用方法,实现了球面2-DOF冗余驱动并联机器人机构在不同应用场合下兼顾不... 提出了一种基于兼顾全域性能指标和局域性能指标相对性能综合最优的机器人机构尺寸优化设计方法,运用VB、Matlab软件编写优化程序,并通过范例给出了该优化程序的使用方法,实现了球面2-DOF冗余驱动并联机器人机构在不同应用场合下兼顾不同性能的尺寸优化设计。 展开更多
关键词 2-dof 冗余驱动 并联机器人 优化设计
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基于螺旋理论对3-RPS并联机器人运动学分析及仿真 被引量:11
10
作者 朱大昌 严智敏 +1 位作者 崔祥府 李培 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第1期28-31,共4页
3-RPS型并联机构具有3个结构对称的支链形式,每个支链由一个转动副连接基座,一个球面副与动平台相连接,转动副与球面副由移动副所连接。采用螺旋理论对3-RPS型并联机器人自由度分析,采用反螺旋的方法建立约束雅可比矩阵、运动雅可比矩... 3-RPS型并联机构具有3个结构对称的支链形式,每个支链由一个转动副连接基座,一个球面副与动平台相连接,转动副与球面副由移动副所连接。采用螺旋理论对3-RPS型并联机器人自由度分析,采用反螺旋的方法建立约束雅可比矩阵、运动雅可比矩阵和完整雅可比矩阵,导出了动平台的速度到驱动关节速度之间的映射,从而计算出末端执行器的速度、加速度并进行奇异性分析。基于Matlab SimMechanics软件建立3-RPS型并联机器人仿真模型,进行运动学仿真对比研究,结果表明:动平台的实际输出变化与给定的参考值变化基本相符,验证了该建模方法的正确性。 展开更多
关键词 3-RPS型并联机器人 螺旋理论 雅可比矩阵 MATLAB仿真
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一种空间3自由度并联机器人的工作空间和转动能力分析 被引量:23
11
作者 刘辛军 汪劲松 +1 位作者 王启明 李铁民 《自然科学进展》 北大核心 2005年第2期212-220,共9页
研究一种空间3自由度并联机器人(HANA)的工作空间和转动能力.该机器人由定平台、动平台和三个连接支链组成,其动平台相对于定平台具有2个移动和1个转动自由度。该机器人具有以下特性:工作空间内无奇异;单自由度铰链结构和高转动能力。... 研究一种空间3自由度并联机器人(HANA)的工作空间和转动能力.该机器人由定平台、动平台和三个连接支链组成,其动平台相对于定平台具有2个移动和1个转动自由度。该机器人具有以下特性:工作空间内无奇异;单自由度铰链结构和高转动能力。其具有显式封闭解的运动学反解有利于用几何方法表达其工作空间.文中首先分析其定姿态和可达工作空间;然后定义了一种评价转动能力的性能指标,并用该指标详细考查了该并联机器人的转动能力特性;最后得出了转动能力性能指标在其工作空间内的分别,这有助于进一步了解该机器人在工作空间内每一点的转动能力。该并联机器人可以广泛地应用在工业机器人、飞行模拟器、微型机器人和并联机床等行业。 展开更多
关键词 并联机器人 工作空间 3自由度 运动学反解 工业机器人 微型机器人 铰链结构 动能 转动 能力
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一种基于3-RPC并联机构的新型步行机器人 被引量:22
12
作者 张成军 李艳文 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第15期25-30,共6页
并联机构结构简单且具有较高的承载能力,将并联机构用于步行机器人,能够在很大程度上提高步行机器人的载重和行走效率,为此提出一种新型的步行机器人。该机器人本体采用3-RPC并联机构,具有3移动自由度,可以在不调整身体姿态的情况下向... 并联机构结构简单且具有较高的承载能力,将并联机构用于步行机器人,能够在很大程度上提高步行机器人的载重和行走效率,为此提出一种新型的步行机器人。该机器人本体采用3-RPC并联机构,具有3移动自由度,可以在不调整身体姿态的情况下向任意方向移动。采用螺旋理论分析该机器人实现三维移动的机构学原理并验证了自由度,给出位置反解的算法并绘出工作空间,结合3+3步态对机器人的行走运动进行运动学动态仿真分析,仿真结果显示机器人可以实现连续行走且步态平稳,表明该设计正确合理,具有一定的可行性。此外,由于采用并联机构,与传统多足步行机器人相比,该机器人还有容易得到位置反解等优点,有利于步行机器人的结构设计与运动规划,也拓宽并联机构的应用领域。 展开更多
关键词 步行机器人 并联机构 螺旋理论 3-RPC
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3-PRS并联机器人的工作空间研究与分析 被引量:10
13
作者 黄俊杰 贾智宏 赵俊伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第4期660-663,共4页
针对并联机器人工作空间的复杂性,以3-PRS并联机器人为结构模型,运用螺旋理论确定了该机构运动平台具有绕x轴和y轴的转动以及沿z轴的移动共3个自由度,在此基础上运用封闭力学矢量关系描述了该机构工作空间的数学模型,用Matlab软件进行... 针对并联机器人工作空间的复杂性,以3-PRS并联机器人为结构模型,运用螺旋理论确定了该机构运动平台具有绕x轴和y轴的转动以及沿z轴的移动共3个自由度,在此基础上运用封闭力学矢量关系描述了该机构工作空间的数学模型,用Matlab软件进行研究和仿真,得到了该机器人的工作空间。结果表明:该工作空间具有对称性,内部无发现空洞。 展开更多
关键词 3-PRS并联机器人 螺旋理论 工作空间
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一类3-RPS并联机器人构型正解新法 被引量:6
14
作者 张彦斐 宫金良 高峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期197-200,共4页
从机器人运动单元和机器人末端运动特征出发,给出了并联机器人的构型正解新方法。采用该方法求解了RPS支链所具有的末端运动特征表达式,分析了三种具有不同支链布置形式的3-RPS并联机器人的末端运动特征求解问题。对相应的运算结果进行... 从机器人运动单元和机器人末端运动特征出发,给出了并联机器人的构型正解新方法。采用该方法求解了RPS支链所具有的末端运动特征表达式,分析了三种具有不同支链布置形式的3-RPS并联机器人的末端运动特征求解问题。对相应的运算结果进行了对比分析,得到了一些有益的结论。 展开更多
关键词 并联机器人 构型正解 运动单元 3-RPS
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基于ADAMS技术的3-TPT并联机器人机构动态仿真 被引量:7
15
作者 杨斌久 蔡光起 +1 位作者 赵亮 陈旭 《机械制造》 北大核心 2004年第7期14-15,共2页
根据东北大学研制的3-TPT并联机器人机构组成,分析了运动及动力学特性,并在ADAMS上建立了仿真运动模型。获得了有关运动学及动力学特性曲线,为机器人机构设计和动力性能分析开辟了一条新路,解决了运动可视化问题。
关键词 3-TPT 并联机器人 ADAMS 动态仿真
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3-RRR并联机器人含间隙的运动学标定及误差补偿 被引量:16
16
作者 张宪民 刘晗 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期97-103,共7页
机器人构件几何尺寸误差与关节间隙共同影响了机器人的定位准确度与精确度.文中基于考虑关节间隙的误差模型,使用运动学标定的方法对上述两误差源进行了识别,分析了关节间隙对重复定位中误差分布规律的影响.通过在逆运动学模型中补偿识... 机器人构件几何尺寸误差与关节间隙共同影响了机器人的定位准确度与精确度.文中基于考虑关节间隙的误差模型,使用运动学标定的方法对上述两误差源进行了识别,分析了关节间隙对重复定位中误差分布规律的影响.通过在逆运动学模型中补偿识别到的构件几何误差,以及将标定后的定位误差补偿到控制指令,提高了机构定位准确度;通过在控制中实时补偿关节间隙对定位误差的影响,提高了重复定位精确度. 展开更多
关键词 3-RRR并联机器人 运动学标定 关节间隙 定位精度
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3-RPS并联机器人位置分析及控制仿真 被引量:7
17
作者 朱大昌 严智敏 +1 位作者 崔祥府 李培 《有色金属科学与工程》 CAS 2012年第1期95-100,共6页
应用坐标变换法和封闭解法,基于3-RPS并联机器人位置分析,采用Matlab建立3-RPS型并联机器人仿真模型,给定不同状态下的参考输入,通过合理设置PID控制器各项参数进行运动学仿真比较.仿真结果表明:在不同的参考输入的条件下,动平台的位置... 应用坐标变换法和封闭解法,基于3-RPS并联机器人位置分析,采用Matlab建立3-RPS型并联机器人仿真模型,给定不同状态下的参考输入,通过合理设置PID控制器各项参数进行运动学仿真比较.仿真结果表明:在不同的参考输入的条件下,动平台的位置变化几乎相同,实现了PID控制调平作用,驱动杆实际输出与参考值的偏差在允许范围内波动,控制效果明显,为研究基于并联机器人自动调平提供参考. 展开更多
关键词 3-RPS型并联机器人 位置正/反解 MATLAB仿真 PID控制
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3RPS/UPS结构并联机器人设计与分析 被引量:4
18
作者 梁桥康 吴贵元 +3 位作者 邹坤霖 王耀南 孙炜 赵全育 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期110-118,共9页
为了满足踝关节康复训练对自由度、工作空间和刚度等性能的要求,本文设计了一种新型的三自由度高刚性3RPS/UPS结构并联机器人.此结构在传统的3RPS结构基础上加入了一条UPS结构的冗余驱动支链,在保证满足自由度要求的同时,又增强了结构... 为了满足踝关节康复训练对自由度、工作空间和刚度等性能的要求,本文设计了一种新型的三自由度高刚性3RPS/UPS结构并联机器人.此结构在传统的3RPS结构基础上加入了一条UPS结构的冗余驱动支链,在保证满足自由度要求的同时,又增强了结构的刚度性能,减少了操作平台的晃动和形变,提高了操作精度.通过对此结构进行逆运动学分析、工作空间分析和刚度分析,验证了3RPS/UPS结构可以应用于踝关节康复训练这类具有高负载、操作灵敏等特点的操作任务.最后对该3RPS/UPS结构并联机器人进行了运动学控制仿真,仿真结果表明系统具有较高的动态轨迹跟踪控制精度,适用于实际应用. 展开更多
关键词 刚度 并联机器人 逆运动学 3RPS 工作空间 运动学控制
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3-RPS并联机器人动力学分析及控制 被引量:10
19
作者 梁超 高宏力 +1 位作者 彭志文 文刚 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第9期251-253,257,共4页
运用牛顿—欧拉方法建立3-RPS并联机器人机构的逆动力学模型。通过使用Simmechanics将并联机器人物理模型导入Matlab/Simulink中,利用Simulink对机构进行动力学仿真以及验证机构的逆动力学模型。针对并联机器人的建模不确定性,提出一种... 运用牛顿—欧拉方法建立3-RPS并联机器人机构的逆动力学模型。通过使用Simmechanics将并联机器人物理模型导入Matlab/Simulink中,利用Simulink对机构进行动力学仿真以及验证机构的逆动力学模型。针对并联机器人的建模不确定性,提出一种基于不确定性系统的鲁棒控制方案,即分别通过基于标称模型设计系统的计算力矩控制器,来镇定标称系统;通过构建Lyapunov函数来构建系统的鲁棒补偿控制器,来消除由于建模不确定性引起的跟踪误差。通过将控制模型导入Simulink中对其控制效果进行验证,其具有较低的稳态误差精度,效果优于计算力矩控制策略。 展开更多
关键词 3-RPS并联机器人 动力学分析 计算力矩控制 不确定性鲁棒控制
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平面3-RRR柔性并联机器人残余振动主动控制 被引量:11
20
作者 张清华 张宪民 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期232-237,266,共7页
对平面3-RRR柔性并联机器人残余振动主动控制问题进行了研究。基于有限元法和拉格朗日方程,建立了带压电陶瓷制动器和传感器的智能梁单元的运动方程。考虑刚体运动和弹性变形运动的约束关系,通过组装,形成了3-RRR柔性并联机器人系统的... 对平面3-RRR柔性并联机器人残余振动主动控制问题进行了研究。基于有限元法和拉格朗日方程,建立了带压电陶瓷制动器和传感器的智能梁单元的运动方程。考虑刚体运动和弹性变形运动的约束关系,通过组装,形成了3-RRR柔性并联机器人系统的运动学方程,基于模态理论把物理空间下描述的高阶运动方程变换到模态空间下的低阶模态方程。根据导出的低阶模态方程,设计了应变速度反馈控制器和最优状态反馈控制器,数值仿真结果表明:两种控制器都能有效地抑制系统的残余振动。同时,相对于应变速度反馈控制,最优状态反馈控制能以更低的控制输入电压取得更好的控制效果。 展开更多
关键词 平面3-RRR柔性并联机器人 振动主动控制 模态理论
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