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空间6R串联机器人机构位置逆解新算法

北京航空航天大学学报 2010年第3期36卷 295-298页

作者：黄昔光廖启征北方工业大学机电工程学院北京100041 北京邮电大学自动化学院北京100876

将倍四元数的复指数形式应用于串联机构位置逆解分析中,提出了空间6R(R代表转动副)串联机构位置逆解新算法.基于倍四元数建立了空间6R串联机构位置逆解的数学模型;然后,使用线性消元和Dixon结式消元法,得到了6×6的结式;由于采用未知转... 详细信息

将倍四元数的复指数形式应用于串联机构位置逆解分析中,提出了空间6R(R代表转动副)串联机构位置逆解新算法.基于倍四元数建立了空间6R串联机构位置逆解的数学模型;然后,使用线性消元和Dixon结式消元法,得到了6×6的结式;由于采用未知转角的复指数形式,不需要提取任何公因式,可直接获得该机构位置逆解的一元16次输入输出方程和全部16组封闭解.最后通过数字实例证明了该方法无增根无漏根.算例表明算法简洁,易于程序实现,为串联机构位置逆解分析提供了新的理论基础.

关键词：串联机构倍四元数位置逆解

重载三自由度旋转并联平台的位置逆解及其分析

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上海交通大学学报 2007年第4期41卷 546-550页

作者：陶建峰朱野闫述王旭永上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

介绍了一种重载车辆运动模拟用三自由度旋转并联平台的结构与特点,该平台具有3个独立的角度运动参数,但平台在绕航向、俯仰和侧倾三轴转动时,会产生附加的平移运动,在一定的角度范围内附加平移运动的量值很小,因而可以用作车辆运动模拟... 详细信息

介绍了一种重载车辆运动模拟用三自由度旋转并联平台的结构与特点,该平台具有3个独立的角度运动参数,但平台在绕航向、俯仰和侧倾三轴转动时,会产生附加的平移运动,在一定的角度范围内附加平移运动的量值很小,因而可以用作车辆运动模拟器.讨论了其中一种典型结构的位置逆解方法,并推导了相应的计算公式.通过数值计算,分析了结构参数对附加运动量值的影响,并得出了相关结论.

关键词：三自由度并联机构运动模拟器位置逆解

利用共形几何代数的串联机器人位置逆解求解方法

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西安交通大学学报 2017年第1期51卷 9-12,37页

作者：黄昔光黄旭李启才北方工业大学机械与材料工程学院北京100144

为获得串联机器人位置逆解的解析解,使用共形几何代数对串联机器人位置逆解进行了研究。利用共形几何代数中基本几何元素的内积和外积运算,获得串联机器人各关节点的位置,然后通过构造经过关节点的直线与直线以及平面与平面的内积,求解... 详细信息

为获得串联机器人位置逆解的解析解,使用共形几何代数对串联机器人位置逆解进行了研究。利用共形几何代数中基本几何元素的内积和外积运算,获得串联机器人各关节点的位置,然后通过构造经过关节点的直线与直线以及平面与平面的内积,求解出机器人所有关节转角,从而直接获得了串联机器人位置逆解的解析解。该方法求解简捷,几何直观性好,避免了经典机器人运动学理论中欧拉角、矩阵的运算以及复杂的多元高次非线性方程组求解,求解过程和结果可以明显地反映机器人几何结构与机器人运动之间的几何关系。以一种空间6R串联机器人位置逆解为例进行了求解,算例计算表明该方法正确、有效,计算效率提高了近44倍。

关键词：共形几何代数串联机器人位置逆解

基于共形几何代数的两种6自由度串并混联机构位置逆解分析

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机械工程学报 2022年第21期58卷 60-68页

作者：胡波高俊林霍焱张达曾达幸卢文娟燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 徐州重型机械有限公司徐州221004 东莞理工学院机械工程学院东莞523808

基于共形几何代数(Conformal geometric algebra,CGA)基本理论,解决了(3-PRS)+(3-SPR)和(3-RPS)+(3-SPS+UP)两种典型串并混联机构的位置逆解问题。首先根据机构的几何结构特征选择合适的未知参数,基于共形几何代数的基本运算建立了与该... 详细信息

基于共形几何代数(Conformal geometric algebra,CGA)基本理论,解决了(3-PRS)+(3-SPR)和(3-RPS)+(3-SPS+UP)两种典型串并混联机构的位置逆解问题。首先根据机构的几何结构特征选择合适的未知参数,基于共形几何代数的基本运算建立了与该参数相关的机构中间平台某一顶点的数学表达式;然后根据该顶点坐标表达式和机构中存在的几何和尺寸约束,构造若干相关的平面或球面几何体,并对其进行外积求交运算得出中间平台其他两个顶点坐标的共形几何表达式;最后结合得到的顶点坐标与共形几何代数中的矢量内积运算,推导出只含有一个未知参数的多项式方程,由此得到机构的全部位置反解。该方法具有计算简明、高效、几何直观性强的特点,避免了传统方法求解串并混联机构位置逆解时冗长复杂的计算过程,为此类机构位置逆解的研究提供了参考。

关键词：共形几何代数串并混联机构位置逆解

旋转输入型并联机器人位置逆解分析的轨迹圆法

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机器人 1998年第5期20卷 368-372页

作者：徐文军孙立宁安辉蔡鹤皋哈尔滨工业大学机器人研究所

本文分析了几种典型旋转输入型并联机器人的机构形式和特点，提出了适用于各种旋转输入型并联机器人位置逆解分析的轨迹圆法，利用该方法可方便地进行位置逆解建模与求解、逆解情况（有无解及多解性）判断等。

关键词：并联机器人位置逆解轨迹圆法机器人

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基于神经网络的机器人位置逆解

机械设计 1997年第8期14卷 17-19页

作者：张伟南京航空航天大学机电工程学院

本文运用神经网络求解机器人运动学位置逆解。通过深入分析基于Ｋｏｈｏｎｅｎ网络原理和Ｗｉｄｒｏｗ－Ｈｏｆ误差修正的Ｍ．Ｒ．Ｓ．自组织神经网络及机器人运动学特性，创新了自组织神经网络训练算法。对ＰＵＭＡ５６０机器人的计算... 详细信息

本文运用神经网络求解机器人运动学位置逆解。通过深入分析基于Ｋｏｈｏｎｅｎ网络原理和Ｗｉｄｒｏｗ－Ｈｏｆ误差修正的Ｍ．Ｒ．Ｓ．自组织神经网络及机器人运动学特性，创新了自组织神经网络训练算法。对ＰＵＭＡ５６０机器人的计算机仿真结果表明：本算法在自组织能力和定位控制精度方面有大幅度提高。

关键词：人工神经网络机器人位置逆解运动学

3PUS-S(P)变胞并联机构的位置逆解及工作空间分析

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机械科学与技术 2016年第4期35卷 557-561页

作者：金国光刘艳茹畅博彦天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387

以3PUS-S(P)球面变胞并联机构为研究对象。机构由动平台、静平台、3条PUS支链和1条中间S(P)变胞支链组成,具有2个构态,即构态1(正常构态)和构态2(变胞构态)。构态1时,动平台相对静平台具有3个转动自由度,等效于三自由度球面机构;构态2时... 详细信息

以3PUS-S(P)球面变胞并联机构为研究对象。机构由动平台、静平台、3条PUS支链和1条中间S(P)变胞支链组成,具有2个构态,即构态1(正常构态)和构态2(变胞构态)。构态1时,动平台相对静平台具有3个转动自由度,等效于三自由度球面机构;构态2时,动平台具有1个额外的径向移动自由度。首先,运用矢量代数法,建立机构运动学位置逆解模型;其次,在位置逆解模型的基础上,建立求解机构工作空间的约束条件;最后,以实物样机为研究对象,采用边界搜索法确定该机构的工作空间,为机构进一步的分析与应用奠定基础。

关键词：变胞机构位置逆解工作空间

6-HUS并联机构位置逆解与运动学优化设计

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机械设计 2011年第12期28卷 26-30页

作者：谢志江史浩明重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

针对并联机构设计过程复杂、设计周期长等问题,对6-HUS并联机构运动学逆解及相关参数的优化进行了研究。建立了运动学逆解方程并得到解析解,应用ADAMS软件进行参数化建模并仿真;通过解析解和模拟解的对比,验证模型的正确性;根据性能要求... 详细信息

针对并联机构设计过程复杂、设计周期长等问题,对6-HUS并联机构运动学逆解及相关参数的优化进行了研究。建立了运动学逆解方程并得到解析解,应用ADAMS软件进行参数化建模并仿真;通过解析解和模拟解的对比,验证模型的正确性;根据性能要求,以滑块最大速度最低为目标对机构结构尺寸进行了优化设计。分析结果表明:该方法方便快捷,缩短了设计周期,降低了产品成本,为同类机构的设计提供了较为精确的实用方法。

关键词： 6-HUS并联机构位置逆解参数化建模优化设计

一种2T2R并联机构的位置逆解和工作空间分析

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机械传动 2021年第6期45卷 22-27页

作者：贾竣臣薄瑞峰郭鑫鑫李瑞琴中北大学机械工程学院山西太原030051

针对物流行业需要对大量商品快速分拣、包装的需求,提出了一种(2-RRR&RPR+R)&URS型4自由度并联机构,该机构由静平台、动平台、URS支链、以及与带有R副的连接平台相连接的两条RRR支链和RPR支链组成。首先,运用螺旋理论对机构自由度进行分... 详细信息

针对物流行业需要对大量商品快速分拣、包装的需求,提出了一种(2-RRR&RPR+R)&URS型4自由度并联机构,该机构由静平台、动平台、URS支链、以及与带有R副的连接平台相连接的两条RRR支链和RPR支链组成。首先,运用螺旋理论对机构自由度进行分析,求得该机构可实现两转两移的4自由度运动;随后,采用解析矢量法对其进行位置逆解分析,运用数值搜索法并结合位置逆解方程求得工作空间,分析了机构的工作性能;最后,通过Matlab对位置逆解方程进行仿真,并利用Adams对求解结果进行验证,验证了机构逆解模型的正确性以及机构运动的可实现性。结果表明,该机构能沿X轴方向大范围移动,在Y轴方向可实现大角度转动,可以代替物流行业的人工操作,提高工作效率。研究结果可为机构的进一步动力学分析与应用提供理论基础。

关键词：并联机构螺旋理论位置逆解工作空间