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一种无伴随运动的对称两转一移并联机构

机械工程学报 2016年第3期52卷 9-17页

作者：陈子明张扬黄坤黄真燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室秦皇岛066004 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

提出一种新型3-UPU对称并联机构,其动、定平台始终关于中间平面对称,该机构具有两个转动自由度和一个移动自由度。运用螺旋理论对机构的自由度性质及运动特性进行分析,证明该机构动平台可以绕对称平面内的任意一条轴线或任意点发生连续... 详细信息

提出一种新型3-UPU对称并联机构,其动、定平台始终关于中间平面对称,该机构具有两个转动自由度和一个移动自由度。运用螺旋理论对机构的自由度性质及运动特性进行分析,证明该机构动平台可以绕对称平面内的任意一条轴线或任意点发生连续转动,说明该机构不存在'伴随运动',这为机构的求解及控制提供了很大的便利。同时,该机构还具有一个沿对称面法线方向的移动自由度,动平台沿该自由度方向也可以发生连续的移动。针对此机构的结构特点,用两个角度参数就可以方便、直观地表示出动平台的姿态信息。推导该并联机构的位置正、反解,并分析其工作空间,可以看出该机构的正反解都具有解析解,且表达式较为简单,方便后续的深入研究。该机构具有较大的工作空间,能够满足一般的工作需要。

关键词： 3自由度两转一移伴随运动对称并联机构转动空间

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[PP]S类并联机构无伴随运动的结构条件

机械工程学报 2010年第15期46卷 31-35页

作者：李秦川陈志陈巧红武传宇黄真浙江理工大学浙江省现代纺织装备技术重点实验室杭州310018 燕山大学机器人研究中心秦皇岛066004

[PP]S类并联机构包括3-PRS、3-RPS、3-RRS和3-PPS四种构型,可实现1移动自由度和2转动自由度,具有广泛的应用前景。伴随运动是[PP]S类并联机构动平台在非独立自由度上发生的运动,是影响[PP]S类并联机构实际应用的关键问题。建立一般3-PR... 详细信息

[PP]S类并联机构包括3-PRS、3-RPS、3-RRS和3-PPS四种构型,可实现1移动自由度和2转动自由度,具有广泛的应用前景。伴随运动是[PP]S类并联机构动平台在非独立自由度上发生的运动,是影响[PP]S类并联机构实际应用的关键问题。建立一般3-PRS并联机构伴随运动运动学模型,揭示出一般3-PRS并联机构各项几何结构参数与伴随运动的内在联系,证明3-PRS并联机构无伴随运动所必须满足的结构充要条件,根据这一结构条件可构建无伴随运动的3-PRS并联机构。指出无伴随运动的3-PRS并联机构中存在的局部自由度,给出考虑这一局部自由度的驱动选取方案,对无伴随运动的3-PRS并联机构进行自由度分析,并确定该类机构的2转动自由度的连续转轴。这一结构充要条件适用于全部[PP]S类并联机构。

关键词：并联机构伴随运动运动学

3-UPU冗余驱动并联机构采矿中的伴随运动消除（英文）

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机床与液压 2017年第12期45卷 112-117页

作者：刘艳敏张桂茹姚宏燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室河北秦皇岛066004 河北建材职业技术学院河北秦皇岛066004

3-UPU并联机构对运动副间隙较为敏感,容易形成奇异,当前方法对其奇异特性进行消除,存在并非正常的转动问题,也就是伴随运动,形成干扰。提出一种伴随运动消除方法,通过添加冗余驱动支链方法,消除3-UPU并联机构采矿中的干扰。对3-UPU并联... 详细信息

3-UPU并联机构对运动副间隙较为敏感,容易形成奇异,当前方法对其奇异特性进行消除,存在并非正常的转动问题,也就是伴随运动,形成干扰。提出一种伴随运动消除方法,通过添加冗余驱动支链方法,消除3-UPU并联机构采矿中的干扰。对3-UPU并联机构存在的非期望转动问题进行强度评估,根据评估结果限制螺旋和伴随转动间的互易积非零,限制螺旋对伴随转动进行做功。得到伴随转动自由度运动的范数描述,依据范数检测误差限制对非期望转动的干扰幅度,通过添加冗余驱动支链的方法,消除并联机构采矿中的伴随运动。实验结果表明:采用所提伴随运动消除方法时的并联机构工作空间满足采矿升沉幅值以及位移的要求。

关键词： 3-UPU 冗余驱动并联机构采矿伴随运动消除

基于2-PRU/PUU并联机构的伴随运动与工作空间分析

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机械传动 2022年第9期46卷 146-151页

作者：马春生刘建国文杰贺阳涛樊文龙中北大学机械工程学院山西太原030051

针对一种新型2-PRU/PUU并联机构的伴随运动及工作空间进行了分析。根据螺旋理论对机构的自由度进行分析;通过修正的Grübler-Kutzbach公式判断了其结果的正确性;通过创建2-PRU/PUU并联机构的运动学数学模型,推导了伴随运动与动平台位姿... 详细信息

针对一种新型2-PRU/PUU并联机构的伴随运动及工作空间进行了分析。根据螺旋理论对机构的自由度进行分析;通过修正的Grübler-Kutzbach公式判断了其结果的正确性;通过创建2-PRU/PUU并联机构的运动学数学模型,推导了伴随运动与动平台位姿之间的数学关系,在此基础上,利用三维空间坐标矢量法计算了该机构的位置反解;采用极限边界搜索法在Matlab软件中运算求解出工作空间,并利用Adams软件对2-PRU/PUU并联机构进行了动平台质心运动参数的仿真计算。研究为该机构的尺度综合、误差分析以及为今后实际工程应用提供了理论与数据支撑。

关键词： 2-PRU/PUU并联机构螺旋理论伴随运动位置反解工作空间

2-UPS/(S+SPR)R并联机构伴随运动与正反解分析

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包装工程 2020年第7期41卷 164-168页

作者：李清丰玉玺刘荣帅张鹏赵立婷张维朋中北大学机械工程学院太原030051 宁波财经学院浙江宁波315175

目的分析含有闭环单元的三自由度2-UPS/(S+SPR)R并联机构是否具有伴随运动,并对该机构的位姿正逆解进行分析。方法利用欧拉变化得到旋转矩阵,结合机构的结构特性建立约束方程,分析机构是否具有伴随运动和机构的位姿逆解。利用粒子群(PSO... 详细信息

目的分析含有闭环单元的三自由度2-UPS/(S+SPR)R并联机构是否具有伴随运动,并对该机构的位姿正逆解进行分析。方法利用欧拉变化得到旋转矩阵,结合机构的结构特性建立约束方程,分析机构是否具有伴随运动和机构的位姿逆解。利用粒子群(PSO)算法分析机构的位姿正解。结果该机构不具备z轴方向的转动伴随运动,建立了位姿逆解方程;通过PSO算法在输入驱动参数的情况下,可以精确地得到动平台的位姿。结论机构不存在伴随运动,通过PSO优化算法得到了位姿正解精确的数值解,为分析机构的工作空间提供了良好的基础。

关键词： 2-UPS/(S+SPR)R 伴随运动位姿正逆解 PSO

2-PrRS-PR(P)S并联变胞机构伴随运动分析

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机械传动 2019年第6期43卷 55-59,63页

作者：马琨马宏伟田海波董刚西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 中国平煤神马集团中平信息技术有限责任公司河南平顶山467099

根据变胞理论,提出一种新型可变转动副轴线的2-PrRS-PR(P)S并联变胞机构,通过机构两个分支转动副轴线角度的改变实现机构变胞。首先,利用螺旋理论,对机构两个工作构态自由度进行分析;其次,根据机构特点,建立机构伴随运动的运动学模型,... 详细信息

根据变胞理论,提出一种新型可变转动副轴线的2-PrRS-PR(P)S并联变胞机构,通过机构两个分支转动副轴线角度的改变实现机构变胞。首先,利用螺旋理论,对机构两个工作构态自由度进行分析;其次,根据机构特点,建立机构伴随运动的运动学模型,得到机构在不同构态的伴随运动和结构参数的联系;最后,利用仿真软件MATLAB得到机构不同构态结构参数对伴随运动影响的变化图。研究表明,该机构在不同构态存在不同方向的伴随运动,且伴随运动的大小随着机构参数的变化具有对称性。伴随运动的分析为机构的优化设计和误差分析提供了理论依据。

关键词：并联机构变胞机构自由度分析伴随运动

UPS+UPR+S并联机构伴随运动及正逆解分析

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包装工程 2018年第7期39卷 136-140页

作者：夏昊赵耀虹李瑞琴中北大学太原030051

目的针对二自由度的UPS+UPR+S并联机构对该并联机构是否具有伴随运动以及对该并联机构的位姿正逆解进行分析。方法通过旋转变化矩阵得到相应向量的表达式,并建立约束方程验证是否具有伴随运动。对该机构进行正逆解分析,通过遗传算法求... 详细信息

目的针对二自由度的UPS+UPR+S并联机构对该并联机构是否具有伴随运动以及对该并联机构的位姿正逆解进行分析。方法通过旋转变化矩阵得到相应向量的表达式,并建立约束方程验证是否具有伴随运动。对该机构进行正逆解分析,通过遗传算法求得机构的部分正解并与逆解相互验证,并通过实例进行验证分析,得到最佳个体、最佳适应度、多样性值和每代个体得分结果。结果该机构不存在伴随运动,正解与逆解所得结果相差较小,数据可以相互吻合。正解实例得到的最佳个体为-0.267和0.31,结果与反解相互验证,最佳适应度逐渐减小,获得了每代得分和每代个体得分情况。结论机构不存在伴随运动,性能较好,由正逆解相互吻合可知正逆解的正确性。

关键词：并联机构伴随运动正逆解遗传算法

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一种新型3-PRS并联机构的伴随运动分析

河南理工大学学报（自然科学版） 2017年第4期36卷 78-82页

作者：孙付伟赵俊伟陈国强河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000

3-PRS并联机构可以实现一平两转运动,但在非独立的自由度上,伴随运动也随之产生。为了分析3-PRS并联机构的伴随运动,得到伴随运动与运动参数及结构参数的关系,建立了3-PRS并联机构的运动学数学模型,利用仿真软件Matlab得到了在非独立自... 详细信息

3-PRS并联机构可以实现一平两转运动,但在非独立的自由度上,伴随运动也随之产生。为了分析3-PRS并联机构的伴随运动,得到伴随运动与运动参数及结构参数的关系,建立了3-PRS并联机构的运动学数学模型,利用仿真软件Matlab得到了在非独立自由度上的伴随运动。结果表明,伴随运动随着运动参数的增大而变大,随结构参数的增大而变大,这为3-PRS并联机构的优化设计和误差分析提供了理论依据和数据支撑。

关键词： 3-PRS并联机构运动学伴随运动

无伴随运动的含耦合链的混联机构构型综合研究

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无伴随运动的含耦合链的混联机构构型综合研究

作者：王靖朝燕山大学

学位级别：硕士

作为新型复杂机构的空间耦合机构,不仅具有复杂的空间多环网状结构,而且各分支的运动也并不独立,各分支之间的运动相互耦合。目前,在人类的生产生活之中处处应用着空间耦合机构,例如机器人、天文望远镜、大型工程机械等领域均应用着空... 详细信息

作为新型复杂机构的空间耦合机构,不仅具有复杂的空间多环网状结构,而且各分支的运动也并不独立,各分支之间的运动相互耦合。目前,在人类的生产生活之中处处应用着空间耦合机构,例如机器人、天文望远镜、大型工程机械等领域均应用着空间耦合机构。但是,目前对于耦合机构的构型综合研究才刚刚开始,缺乏系统深入的研究。因此进行空间耦合机构的构型综合研究是个重要且迫切的任务。本文的主要研究内容为基于螺旋理论的无伴随运动的两层两环空间机构构型综合,主要研究内容如下:基于螺旋理论,利用两层两环空间机构各分支之间的相互约束关系,本文研究了两层两环空间机构的构型综合方法,得到了构型综合流程和流程图。结合图谱法的构型综合方法,利用约束力/约束力偶与机构连续转轴之间的几何关系,对无伴随运动的二、三、四和五自由度的两层两环空间机构进行了构型综合,得到了一系列无伴随运动的两层两环空间机构。选取了一个机构进行验证,验证结果表明了该构型综合方法的有效性和正确性。本文基于螺旋理论研究了两层两环空间机构的构型综合方法,利用了耦合机构各分支之间的相互约束关系,结合了图谱法的构型综合方法,既能够避免繁杂的螺旋运算,又能够全面的考虑各种情况,具有高效简捷、几何直观性强的特点。

关键词：螺旋理论构型综合伴随运动耦合机构