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基于单开链单元的空间机构震动力完全平衡的单位向量法

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机械设计与研究 2012年第1期28卷 8-10页

作者：罗玉峰廖斌石志新胡云张斌南昌大学机电工程学院南昌330031 新余学院江西新余338031

提出了一种基于单开链单元的空间机构震动力完全平衡的单位向量法,按照序单开链的机构结构分解方法,机构可被分解为一组有序单开链。用在机构各构件上固接相互垂直的三单位向量表示单开链单元的质径积方程,再利用闭环向量方程和相邻构... 详细信息

提出了一种基于单开链单元的空间机构震动力完全平衡的单位向量法,按照序单开链的机构结构分解方法,机构可被分解为一组有序单开链。用在机构各构件上固接相互垂直的三单位向量表示单开链单元的质径积方程,再利用闭环向量方程和相邻构件某些单位向量的关系消去一些线性相关的单位向量,从而导出机构的震动力完全平衡条件。此方法不需进行坐标变换矩阵的运算,导出的平衡条件为标量形式,推导过程简单,文中给出了一个例子。

关键词：震动力单开链单位向量

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基于单开链单元的并联机器人动态静力分析

基于单开链单元的并联机器人动态静力分析

作者：刘治志南昌大学

学位级别：硕士

并联机器人具有精度高、刚度大、承载能力强的优点,应用越来越广泛。为了获得低维数的动力学方程,从而方便进行求解,本文基于序单开链理论对并联机器人进行动态静力分析。按照序单开链法运动分析的逆序,首先对约束度小于零的单开链单元... 详细信息

并联机器人具有精度高、刚度大、承载能力强的优点,应用越来越广泛。为了获得低维数的动力学方程,从而方便进行求解,本文基于序单开链理论对并联机器人进行动态静力分析。按照序单开链法运动分析的逆序,首先对约束度小于零的单开链单元的k(机构耦合度)个未知变量进行虚拟赋值,然后依次进行动态静力分析,最后在约束度大于零的单开链单元上建立k维的动力学相容性方程。满足所有相容性方程的虚拟赋值变量的值即为其真实值。为了形成并联机器人动态静力分析的模式方法,对常用的单开链单元进行了分类,并对其进行了动态静力分析。这些单元的分析可以作为子模块来调用,为并联机器人动态静力分析提供基础。通过序单开链法,对平面和空间并联机器人的两个实例机构—3-RRR平面并联机器人和(2-UPS)-(1-PRR)空间并联机器人进行了动态静力分析。首先对两个机构进行了结构分解、运动分析,得到了维数等于其耦合度(k=1)的运动分析方程。在运动分析结果的基础上,将各构件的惯性力和惯性力矩虚加到机构上,然后基于单开链单元进行了动态静力分析,最后得到一维的动力学方程,很方便获得其动力学解。本文拓展了序单开链理论,使结构学、运动学和动力学都能基于同一结构划分单元来分析,从而形成一套完整、统一的机构学理论。

关键词：并联机器人单开链动态静力分析

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基于单开链的并联机构震动力平衡研究

基于单开链的并联机构震动力平衡研究

作者：廖斌南昌大学

学位级别：硕士

因空间单回路机构易于完成位置分析,作者将有限位置法推广到其震动力平衡分析中;而针对复杂的空间并联机构位置分析的难题,提出了基于单开链单元的并联机构震动力平衡的单位向量法。本文的主要内容如下：简要介绍了机构震动力平衡分析... 详细信息

因空间单回路机构易于完成位置分析,作者将有限位置法推广到其震动力平衡分析中;而针对复杂的空间并联机构位置分析的难题,提出了基于单开链单元的并联机构震动力平衡的单位向量法。本文的主要内容如下：简要介绍了机构震动力平衡分析的研究现状及单开链的一些相关理论。将震动力平衡分析的有限位置法拓展到空间单回路机构中,并以RSSR机构为实例详细介绍了其求解思路。阐述了基于单开链的并联机构震动力平衡的单位向量法的基本思想、特点及一般步骤。归纳总结了一些常见单开链单元并进行了合理地分类,建立了其质径积并将这些结果作为子模块来调用,为实现并联机构震动力平衡分析方程的自动生成并将其程序化奠定了坚实基础。以并联机构RRCS-SSR为研究实例,详细介绍了利用该模式方法进行并联机构震动力平衡分析的具体步骤;并将所得结果进行对比分析,验证了该方法的可靠性与高效性。归纳总结了使用该模式方法应注意的问题与技巧。本文是对单开链理论的进一步扩展、完善;为分析单回路空间机构及复杂并联机构的动力学平衡提供了简单、可靠、高效的方法。本研究成果对研制出合理的并联机构并应用于相关领域具有重要意义。

关键词：并联机构震动力单开链有限位置法

基于单开链运动相容性的过约束机构分析新方法

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机械科学与技术 2001年第3期20卷 404-406页

作者：金琼杭鲁滨杨廷力东南大学机械工程系南京210096 金陵石化公司南京210037

提出一种判断过约束机构的新方法 ,它基于如下的单开链运动相容性准则 :若对于主动输入的任意取值 ,2个单开链始终满足其两端轴间距相等 ,轴间夹角相同 ,对应的轴长之差为常量 ,则此二单开链可构成一个封闭回路 ,该回路为过约束机构。... 详细信息

提出一种判断过约束机构的新方法 ,它基于如下的单开链运动相容性准则 :若对于主动输入的任意取值 ,2个单开链始终满足其两端轴间距相等 ,轴间夹角相同 ,对应的轴长之差为常量 ,则此二单开链可构成一个封闭回路 ,该回路为过约束机构。该法操作简单 ,其特点是变量间输入输出关系先于过约束性得到。过约束机构的寻找可由局部相容性关系入手找出部分运动学关系 ,进而逐步得到满足所有相容性关系的过约束性条件与运动输入输出规律。用该法给出了 4R过约束机构的寻找方法 ,同时对一个 4R2 P机构进行了过约束性判定。

关键词：运动相容性过约束性分析单开链机构分析

基于方位特征方程的3T-1R并联机构的拓扑结构综合

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机械工程学报 2017年第21期53卷 54-64页

作者：杨廷力刘安心沈惠平杭鲁滨常州大学现代机构学研究中心常州213016 解放军理工大学野战工程学院南京210007 上海工程技术大学机械工程学院上海201620

以SCARA并联机器人的发展为背景,用提出的基于方位特征(POC)方程的并联机构结构综合方法,详述可实现三维平动和一维转动(3T-1R)的并联机构拓扑结构综合的完整过程,给出了13种拓扑结构类型(包括现有的3种SCARA并联机器人构型)及其分类,... 详细信息

以SCARA并联机器人的发展为背景,用提出的基于方位特征(POC)方程的并联机构结构综合方法,详述可实现三维平动和一维转动(3T-1R)的并联机构拓扑结构综合的完整过程,给出了13种拓扑结构类型(包括现有的3种SCARA并联机器人构型)及其分类,从中还可进一步衍生出具有实用价值的新机型。基于POC方程的并联机构结构综合方法,每一步都有确定的公式或准则,思路清晰、操作方便。

关键词：并联机构三平移一转动输出结构综合方位特征单开链自由度

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基于混合链的弱耦合三维平移并联机构型综合

机械工程学报 2005年第4期41卷 22-27页

作者：沈惠平马履中杨廷力江苏工业学院机械系常州213016 江苏大学机械工程学院镇江212013 中国石化金陵石油化工有限责任公司南京210037

提出了混合单开链的设计原理、构造原则及一般设计步骤,设计构造了运动输出包含三维平移的多种实用混合链结构;系统地给出了一种程式化的基于混合链的弱耦合三维平移并联机器人机构型综合过程;得到了8个弱耦合三维平移并联机构原创型基... 详细信息

提出了混合单开链的设计原理、构造原则及一般设计步骤,设计构造了运动输出包含三维平移的多种实用混合链结构;系统地给出了一种程式化的基于混合链的弱耦合三维平移并联机器人机构型综合过程;得到了8个弱耦合三维平移并联机构原创型基本机型,通过改变主动副类型、运动副位置或支链的局部结构等又可得到众多衍生机型;又按照拓扑结构稳定性与对称性、运动学与动力学问题复杂性、运动输入一输出控制解耦性和加工制造装配性四种指标,对这8个三维平移基本机型进行了定性分类及推荐。

关键词：并联机器人并联机构型综合混合链单开链

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以基本运动链为单元的并联机构拓扑结构设计

农业机械学报 2015年第12期46卷 337-345,384页

作者：沈惠平孙驰宇朱小蓉孟庆梅李菊常州大学现代机构学研究中心常州213016

研究了以基本运动链（BKC）为单元的并联机构组成原理及其拓扑结构设计方法。首先,提出基于BKC的并联机构组成原理表达式;其次,基于BKC的组成原理及其耦合度k的计算公式,设计给出理论上满足k=0~3且基本回路v=1~5的53种BKC基本类型及其... 详细信息

研究了以基本运动链（BKC）为单元的并联机构组成原理及其拓扑结构设计方法。首先,提出基于BKC的并联机构组成原理表达式;其次,基于BKC的组成原理及其耦合度k的计算公式,设计给出理论上满足k=0~3且基本回路v=1~5的53种BKC基本类型及其解析表达式;其中,最常用的6种BKC基本类型能解析表示出40种BKC拓扑结构,而这些BKC拓扑结构成为常用并联机构的基本组成单元;最后,提出一种直接以BKC为设计单元,同时满足方位特征集（POC）设计目标的并联机构拓扑结构设计的一般性实用方法,并以实例说明。该方法无需综合支链及其在动、静平台之间的拓扑布置,仅含3个步骤,操作简单,具有很好的实用性;与已有的主要型综合理论方法相比,操作简单、方便,具有很好的实用性和普适性。

关键词：并联机构方位特征集基本运动链拓扑结构设计型综合单开链

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6自由度弱耦合并联机构机型设计及其方法

机械工程学报 2004年第7期40卷 14-19页

作者：沈惠平杨廷力马履中江苏工业学院机械工程系常州213016 中国石化金陵石油化工有限责任公司科学技术协会南京210037 江苏大学机械学院镇江212013

提出了基于混合单开链的6自由度弱耦合并联机器人机构机型设计的一种程式化有效新方法,系统地阐述了动平台可实现三平移及三转动输出的6自由度并联机器人机构机型设计过程。设计出输出构件可实现三平移及三转动的7个新的实用混合单开链... 详细信息

提出了基于混合单开链的6自由度弱耦合并联机器人机构机型设计的一种程式化有效新方法,系统地阐述了动平台可实现三平移及三转动输出的6自由度并联机器人机构机型设计过程。设计出输出构件可实现三平移及三转动的7个新的实用混合单开链,首次给出静平台上6个转动副(或6个移动副)为主动副、具有较低耦合度及某些拓扑结构对称性的27种新的基本机型。通过改变主动副类型、主动副位置或支链的局部结构等又可得到更多的衍生机型。又按照机构拓扑结构对称性、输入—输出运动耦合复杂性、结构简单性及制造装配性能等对基本机型进行了简明分类并推荐了优选机型。

关键词：并联机构并联机器人机型设计型综合混合链单开链

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含四杆闭链球面机构位置分析方法

农业机械学报 2013年第8期44卷 262-267页

作者：杨随先刘艳芳孙艳四川大学制造科学与工程学院成都610065 东方电气集团成都610036

提出了针对含四杆闭链的球面机构位置分析的方法。通过对机构进行结构单元拆分,将其划分为四杆闭链球面机构与球面单开链(SOC)基本单元。基于球面环路方程建立了四杆闭链球面机构约束方程(组),基于坐标变换和方向余弦矩阵法建立了球面... 详细信息

提出了针对含四杆闭链的球面机构位置分析的方法。通过对机构进行结构单元拆分,将其划分为四杆闭链球面机构与球面单开链(SOC)基本单元。基于球面环路方程建立了四杆闭链球面机构约束方程(组),基于坐标变换和方向余弦矩阵法建立了球面单开链约束方程(组),基于球面三角学建立了整个机构的耦合约束方程(组),进而获得机构的约束方程组。提出的方法具有约束建立简便、消元求解容易、少增根的特点,有利于获得机构位置分析的符号解或数字-符号解。

关键词：四杆闭链球面机构位置分析单开链球面环路方程球面三角学