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由支链构造并联机器人雅可比矩阵

北京工业大学学报 2007年第10期33卷 1014-1020页

作者：辛洪兵余跃庆北京工商大学机械自动化学院北京100037 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100022

为获得并联机器人雅可比矩阵,以移动平台上两点速度关系为基础,推导出一种由各支链机构雅可比矩阵构造并联机器人机构雅可比矩阵的表达式.该方法可用于并联机器人机构或混联机构雅可比矩阵的自动运算,乘法运算次数比排除了柔性杆件的Mon... 详细信息

为获得并联机器人雅可比矩阵,以移动平台上两点速度关系为基础,推导出一种由各支链机构雅可比矩阵构造并联机器人机构雅可比矩阵的表达式.该方法可用于并联机器人机构或混联机构雅可比矩阵的自动运算,乘法运算次数比排除了柔性杆件的Monsarrat和Gosselin推出的并联机器人机构雅可比矩阵形式少.通过平面5R并联机器人机构算例验证了该方法的正确性.

关键词：机器人学运动学机构学雅可比矩阵并联机器人串联机器人混联机构

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柔顺关节并联机器人设计与实验

农业机械学报 2013年第7期44卷 274-278页

作者：余跃庆崔忠炜赵鑫马兰北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

通过实验研究,运用结构参数化方法设计了满足要求的柔顺关节,用以代替传统运动副进行传动,建立了含有柔顺关节的柔顺并联机器人机构,并与控制系统和OPTOTRAK测量系统一起组成实验系统,开展柔顺关节并联机器人动力学建模、分析、设计、... 详细信息

通过实验研究,运用结构参数化方法设计了满足要求的柔顺关节,用以代替传统运动副进行传动,建立了含有柔顺关节的柔顺并联机器人机构,并与控制系统和OPTOTRAK测量系统一起组成实验系统,开展柔顺关节并联机器人动力学建模、分析、设计、规划与控制等方面的系统研究。以3自由度柔顺并联机器人为研究对象,分别对用转动副传动的刚性并联机器人和用柔顺关节传动的柔顺并联机器人进行了实验研究。通过对实验数据的对比分析,各项实验指标相对误差均控制在允许之内,表明在并联机器人中用柔顺关节取代转动副的有效性。

关键词：柔顺关节并联机器人设计实验

基于2R伪刚体模型的柔顺机构动力学建模及特性分析

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机械工程学报 2012年第13期48卷 40-48页

作者：李茜余跃庆常星北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 山西工程职业技术学院机械工程系太原030009 太原重工股份有限公司技术中心太原030024

柔顺机构是利用机构中柔性构件的自身变形来实现运动、力和能量的传递和转换的一种新型机构,是机构学研究领域的前沿课题之一。以柔顺机构中的柔顺杆为研究对象,基于2R伪刚体模型(Pseudo-rigid-body model,PRBM)提出末端受不同载荷形式... 详细信息

柔顺机构是利用机构中柔性构件的自身变形来实现运动、力和能量的传递和转换的一种新型机构,是机构学研究领域的前沿课题之一。以柔顺机构中的柔顺杆为研究对象,基于2R伪刚体模型(Pseudo-rigid-body model,PRBM)提出末端受不同载荷形式(力矩或垂直力)作用下的动力学新模型,分析其动能和变形能,应用拉格朗日方程推导其动力学方程。通过与1R伪刚体动力学模型(Pseudo-rigid-body dynamic model,PRBDM)对比,从方程特征、响应曲线等方面分析各动力学模型的特点,从而展示基于2R伪刚体模型的动力学模型优越性,并以平行导向柔顺机构为例验证了模型的有效性。分析结果表明,基于2R伪刚体模型的动力学模型不仅可以反映柔顺杆整体大范围变形状况,而且描述出杆件内部局部变形状况,可以更真实地体现柔顺机构的动力学特性,更加适合于柔顺机构的动力学分析与设计。*

关键词：柔顺机构 2R伪刚体模型动力学

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基于有限元法的柔顺机构动力学分析

机械工程学报 2010年第9期46卷 79-86页

作者：王雯静余跃庆北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

为描述柔顺机构动力学特性,需要建立其动力学模型。基于有限元法,根据Lagrange方程建立柔顺机构的动力学方程。在此基础上,得到机构各阶固有频率和模态,并给出固有频率和模态对各项设计变量的灵敏度计算方法。推导出柔顺机构中柔性杆件... 详细信息

为描述柔顺机构动力学特性,需要建立其动力学模型。基于有限元法,根据Lagrange方程建立柔顺机构的动力学方程。在此基础上,得到机构各阶固有频率和模态,并给出固有频率和模态对各项设计变量的灵敏度计算方法。推导出柔顺机构中柔性杆件上任意一点应变的算法,计入应变中的非线性项。求解柔性杆件上任意位置的动应力,并计算杆件在各个时刻的最大应力及出现的位置。以平面柔顺四杆机构为例进行分析,说明基于有限元法对柔顺机构的动力学特性分析的可行性和有效性,并且指出柔顺机构杆件的动应力和应变分析对柔顺机构的优化设计具有重要意义。

关键词：柔顺机构有限元法动力学模型动力学特性

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冗余度柔性机器人动态响应主动控制(英文)

Chinese Journal of Aeronautics 2002年第2期15卷 109-114页

作者：宋轶民余跃庆张策 School of Mechanical Engineering Tianjin University Tianjin 300072 China School of Mechanical Engineering Beijing Polytechnic University Beijing 100022 China

研究了具有压电作动器与应变传感器的冗余度柔性机器人的振动主动控制问题。建立了该离散时变动力学系统的状态空间表达式。根据离散最小值原理设计了 L QR最优控制律 ,并提出了一种状态估计的近似方法。平面 3R冗余度柔性机器人的仿真... 详细信息

研究了具有压电作动器与应变传感器的冗余度柔性机器人的振动主动控制问题。建立了该离散时变动力学系统的状态空间表达式。根据离散最小值原理设计了 L QR最优控制律 ,并提出了一种状态估计的近似方法。平面 3R冗余度柔性机器人的仿真算例表明。

关键词：柔性机器人冗余度机器人振动主动控制机敏材料动态响应

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平面三自由度冗余并联机构的驱动奇异性分析

中国机械工程 2006年第6期17卷 629-632页

作者：杨建新余跃庆北京工业大学北京100022

分析了PRPR-2PRR、PRR-2PRR和4-PRR等三种平面冗余并联机构的驱动奇异位形,通过与平面3-PRR非冗余并联机构的比较,研究了采用不同机构冗余类型消除并联机构奇异位形的方法及其特点,为冗余并联机构的尺度综合、路径规划和控制提供了依据。

关键词：冗余并联机构奇异性运动学

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冗余度机器人运动模型的神经网络辨识及实现

控制理论与应用 2004年第3期21卷 373-378页

作者：姜春福余跃庆刘迎春北京信息高技术研究所北京 100085 北京工业大学机电学院北京100022

为提高网络学习速度,提出了一种新的动态神经网络结构———状态延迟输入动态递归神经网络.以德国PowerCubeTM模块化机器人为研究对象,将机器人系统返回的关节位置信息和OPTOTRAK30203维运动测量系统测得的机器人末端位置信息作为神经... 详细信息

为提高网络学习速度,提出了一种新的动态神经网络结构———状态延迟输入动态递归神经网络.以德国PowerCubeTM模块化机器人为研究对象,将机器人系统返回的关节位置信息和OPTOTRAK30203维运动测量系统测得的机器人末端位置信息作为神经网络的学习样本,对包含各种影响因素的机器人运动模型进行了辨识,所得结果及误差分析,说明了SDIDRNN在学习能力上的优越性.

关键词：冗余机器人神经网络辨识

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5R柔性并联机器人系统运动微分方程

中国机械工程 2008年第1期19卷 75-79页

作者：杜兆才余跃庆北京工业大学

为了描述平面5R柔性并联机器人的运动学和动力学特性,需要建立机器人的运动微分方程。针对刚性活动平台和柔性杆件的运动学耦合特点,改进了一套适用于刚体、柔性体耦合的有限元建模方法,推导出单元弹性广义坐标相对于系统弹性广义坐标... 详细信息

为了描述平面5R柔性并联机器人的运动学和动力学特性,需要建立机器人的运动微分方程。针对刚性活动平台和柔性杆件的运动学耦合特点,改进了一套适用于刚体、柔性体耦合的有限元建模方法,推导出单元弹性广义坐标相对于系统弹性广义坐标的转换矩阵,综合考虑了科氏阻尼、离心刚度和几何非线性的影响,利用运动弹性动力学理论,建立了平面5R柔性并联机器人的运动微分方程,避免了采用运动学和动力学约束方程的弊端,提高了建模精度。计算实例表明,该方程反映了机器人的弹性振动特性,杆件的弹性变形对机器人的运动误差具有重要影响。

关键词：柔性并联机器人运动微分方程刚柔耦合有限元方法转换矩阵

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结构参量改变时弹性机构本征特性的研究

机械科学与技术 1996年第5期15卷 715-720页

作者：余跃庆北京工业大学

研究了改变结构参量对弹性机构内在特性的影响及其规律。首先以平面４Ｒ机构为例分析了机构杆件长度参数变化对机构固有频率和动应力等的动态响应。然后从参量与振动的关系的角度对数值计算结果进行了理论分析，由此得到了机构固有频率... 详细信息

研究了改变结构参量对弹性机构内在特性的影响及其规律。首先以平面４Ｒ机构为例分析了机构杆件长度参数变化对机构固有频率和动应力等的动态响应。然后从参量与振动的关系的角度对数值计算结果进行了理论分析，由此得到了机构固有频率与结构参量之间的定性关系。

关键词：结构参变弹性机构本征待性