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基于螺旋理论三自由度并联机器人型综合新方法

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东北大学学报（自然科学版） 2005年第10期26卷 994-997页

作者：罗继曼蔡光起杨斌久赵亮东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004

并联机器人的构型设计即型综合是并联机器人设计的首要环节,基于螺旋理论,从并联机构运动链分类的角度,提出用约束添加法对三自由度并联机构进行型综合,让主动链控制所需的自由度,而从动链约束不需要的自由度;提出了相应主动链和从动链... 详细信息

并联机器人的构型设计即型综合是并联机器人设计的首要环节,基于螺旋理论,从并联机构运动链分类的角度,提出用约束添加法对三自由度并联机构进行型综合,让主动链控制所需的自由度,而从动链约束不需要的自由度;提出了相应主动链和从动链各种类型,并对约束链作了较详细的分类,通过不同组合可得到不同性能的新构型.最后通过实例进一步阐明这一方法.该方法使型综合步骤更简洁,只要选择与自由度数相同个数的主动链,并合理选择约束链就可以组合出新的并联机器人.

关键词：三自由度并联机器人螺旋理论型综合约束链

基于螺旋理论的钢带并联机器人力学特性数值分析

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浙江大学学报（工学版） 2011年第9期45卷 1650-1656页

作者：艾青林黄伟锋祖顺江浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室浙江省特种装备制造与先进加工技术重点实验室浙江杭州310014

为了克服传统的并联机器人工作空间较小、奇异性与运动学正解分析复杂的缺点,拓宽并联机器人的应用领域,提出一种新型的六自由度钢带并联机器人机构形式.阐述了钢带并联机器人结构组成、工作原理、钢带运动副关键技术,并对不同结构的钢... 详细信息

为了克服传统的并联机器人工作空间较小、奇异性与运动学正解分析复杂的缺点,拓宽并联机器人的应用领域,提出一种新型的六自由度钢带并联机器人机构形式.阐述了钢带并联机器人结构组成、工作原理、钢带运动副关键技术,并对不同结构的钢带进行了有限元分析,得到结构参数改变时钢带能承受的失稳力.基于螺旋理论建立了钢带并联机器人力学模型,对刚带并联机器人受力进行数值计算,得到钢带并联机器人不同位姿与结构对各钢带受力的影响规律,为优化钢带并联机器人的结构与运动参数提供理论依据.研究结果表明：弯曲截面结构的钢带承压能力较好,钢带失稳力随钢带圆弧截面中心角、钢带厚度增大而增大,随钢带长度增大而减少.其他结构参数一定,载荷力为400 N时,动平台外接圆半径为210 mm,动平台沿Z轴运动范围受卷筒装置中钢带长度的限制,沿Y轴运动范围为-745~680 mm,沿X轴运动范围为-675~675 mm,动平台绕Z轴旋转角度范围为-87°~87°,绕Y轴旋转角度范围为-77°~77°,绕X轴旋转角度范围为-90°~66°.

关键词：螺旋理论钢带并联机器人力学特性数值分析失稳力

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应用螺旋理论对并联机器人形位的分析与综合

机器人 2005年第6期27卷 539-544页

作者：朱大昌方跃法北京交通大学机电工程学院北京100044

采用螺旋理论对并联机器人的约束与运动问题进行了分析和总结.在各种约束存在条件下,分析了刚体平台相应的运动轨迹形式,为今后对多刚体的形位分析提供了可行的理论依据.

关键词：并联机器人形位螺旋理论反螺旋

基于螺旋理论对单环空间RSUR机构受力分析

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机械工程学报 2011年第13期47卷 23-28页

作者：刘士昌陈子明刘婧芳黄真燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

用传统方法对并联机构或复杂机构进行受力分析是十分不方便的,尤其是要计算所有运动副的约束反力时,常常需要联立大量的方程才能得到最终结果。基于螺旋理论对这类机构进行受力分析会使这个问题简化。运用此方法可以方便地求出在外力作... 详细信息

用传统方法对并联机构或复杂机构进行受力分析是十分不方便的,尤其是要计算所有运动副的约束反力时,常常需要联立大量的方程才能得到最终结果。基于螺旋理论对这类机构进行受力分析会使这个问题简化。运用此方法可以方便地求出在外力作用下机构的主动力和所有运动副的约束反力,并且对于主动力和各运动副的约束反力是以单独构件逐个求解为特点的,可以确保分析每个杆件联立求解的方程数目不多于6个。为详细说明基于螺旋理论对这类机构进行受力分析的方法的优点,以由两个转动副、一个球副和一个万向铰组成的一个单环空间机构为例运用此方法求解其主动力和所有运动副的约束反力,通过求解就可以看出运用此方法可以使机构的受力分析过程大大简化,并且思路清晰容易理解。

关键词：并联机构复杂机构受力分析螺旋理论主动力约束反力

基于螺旋理论的三棱锥折展机构构型综合与组网

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机械工程学报 2020年第5期56卷 29-38页

作者：朱佳龙黄志荣郑士昆许允斗段玉柱马小飞中国空间技术研究院西安分院西安710100 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

研究折展单元机构构型综合对于可展开天线机构创新设计具有重要意义。根据三棱锥折展单元机构多运动输出期望公共运动和期望同步运动自由度要求,基于螺旋理论约束综合法,完成机构公共运动和耦合同步运动支链的构型综合,获得了多种基本... 详细信息

研究折展单元机构构型综合对于可展开天线机构创新设计具有重要意义。根据三棱锥折展单元机构多运动输出期望公共运动和期望同步运动自由度要求,基于螺旋理论约束综合法,完成机构公共运动和耦合同步运动支链的构型综合,获得了多种基本折展单元构型,并结合应用实际确定一种优选三棱锥折展单元机构。根据3RR-3RRR单元折展机构的组网方式和组网运动的要求,采用螺旋理论进行了运动副的构型设计和优化,综合出一种具有耦合自由度的高刚度三棱锥折展单元组网机构。所采用的构型综合方法实现了螺旋理论约束综合法在折展机构构型综合中的应用,为具有多运动输出部件耦合运动要求的机构综合研究提供参考。综合得到的机构适用于星载构架天线反射器等空间曲面支撑类机构应用需求,具有广泛的应用前景。

关键词：螺旋理论折展机构构型综合

基于螺旋理论的水下机器人矢量推进球面并联机构的运动学建模

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机器人 2016年第6期38卷 738-745,753页

作者：徐瀚李静陈原张荣敏高军山东大学(威海)机电与信息工程学院山东威海264209 烟台工贸技师学院山东烟台264000

为设计结构简单、具备旋转运动传递和空间姿态调整双重功能的水下机器人推进机构,采用构造过约束并联机构的方法设计了一种3自由度球面并联矢量推进机构.基于螺旋理论构建了机构的拓扑结构模型,分析了机构的运动特性,计算了机构的位姿... 详细信息

为设计结构简单、具备旋转运动传递和空间姿态调整双重功能的水下机器人推进机构,采用构造过约束并联机构的方法设计了一种3自由度球面并联矢量推进机构.基于螺旋理论构建了机构的拓扑结构模型,分析了机构的运动特性,计算了机构的位姿正、逆解.在闭链约束方程的基础上运用矢量代数法推导出了机构的雅可比矩阵.利用特征结构配置的解耦法建立了机构速度和加速度的解析模型,并进行了相应的数值算例分析,计算了机构的运动学正、逆解,得到了可达工作空间,并用仿真软件Adams验证了数值计算方法的正确性.设计的矢量推进机构具有较大的偏转范围.

关键词：矢量推进水下机器人螺旋理论球面并联机构

基于螺旋理论的卧式加工中心空间误差建模方法及其量化验证

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中国机械工程 2020年第21期31卷 2547-2556页

作者：胡腾王文款殷国富杨随先西南石油大学机电工程学院成都610500 四川大学机械工程学院成都610065 四川普什宁江机床有限公司成都611830

针对现阶段机床空间误差建模过程中存在的繁琐性与非统一性问题,以及现有模型验证策略难以实现量化评价的局限性,以某卧式加工中心为研究对象,提出一套较完善的空间误差建模方法及其验证技术体系。以螺旋理论与串联机构运动学为理论基础... 详细信息

针对现阶段机床空间误差建模过程中存在的繁琐性与非统一性问题,以及现有模型验证策略难以实现量化评价的局限性,以某卧式加工中心为研究对象,提出一套较完善的空间误差建模方法及其验证技术体系。以螺旋理论与串联机构运动学为理论基础,结合机床运动链拓扑分析,推导建立加工中心运动学模型。所提运动学建模方法可以有效避免传统方法中矩阵变换时潜在的奇异性问题,并且有利于简化机构运动学分析。通过系统讨论在不同参考系下定义运动误差对运动学模型的影响,提出名义运动矩阵与运动误差矩阵乘积关系的确定方法及原则,进而在此基础上构建卧式加工中心空间误差模型。为量化验证所建空间误差模型的准确性,提出基于空间矢量欧氏范数的量化验证策略与实施技术。数据对比显示,空间矢量欧氏范数偏差的预测值与实测值较吻合,最大相对误差为15.79%,表明所提空间误差建模方法可行且准确性较高,所提模型量化验证策略具有较好的直观性与有效性。

关键词：螺旋理论卧式加工中心空间误差建模方法学量化验证

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基于螺旋理论的三移两转混联解耦机构型综合

计算机集成制造系统 2016年第11期22卷 2563-2572页

作者：陈海曹毅秦友蕾葛姝翌刘凯丁锐江南大学机械工程学院江苏无锡214122 上海交通大学系统控制与信息处理教育部重点实验室上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

针对3T2R混联解耦机构的构型综合问题,提出一种基于螺旋理论的混联解耦机构构型综合方法。首先基于运动基组合分配理论,给出3T2R五自由度混联机构所有可能的结构类型;然后基于螺旋理论和支链独立驱动原则提出完全解耦并联机构构型综合方... 详细信息

针对3T2R混联解耦机构的构型综合问题,提出一种基于螺旋理论的混联解耦机构构型综合方法。首先基于运动基组合分配理论,给出3T2R五自由度混联机构所有可能的结构类型;然后基于螺旋理论和支链独立驱动原则提出完全解耦并联机构构型综合方法,运用该方法可以实现各类少自由度完全解耦并联机构的构型综合;再将综合的完全解耦并联单元构型到已有的混联构型中,得到解耦混联机构构型,并用该方法完成了3T2R类五自由度混联解耦机构构型综合;最后根据约束几何分析法分析了所综合的一种混联机构的瞬时特性,给出了运动学分析,推导了机构的雅可比矩阵,验证了机构的解耦特性。

关键词：型综合解耦混联机构螺旋理论

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基于螺旋理论的航天器相对运动建模与控制

西北工业大学学报 2013年第4期31卷 590-595页

作者：刘剑朱战霞马家瑨西北工业大学航天学院陕西西安710072 航天飞行动力学技术重点实验室陕西西安710072

应用螺旋理论对航天器相对轨道与姿态运动进行了研究。针对航天器相对运动过程中存在的姿态轨道耦合问题:基于刚体假设,推导建立了基于螺旋对偶式的航天器姿轨耦合相对运动模型;分析给出了航天器相对运动过程中姿态轨道的耦合效应;针对... 详细信息

应用螺旋理论对航天器相对轨道与姿态运动进行了研究。针对航天器相对运动过程中存在的姿态轨道耦合问题:基于刚体假设,推导建立了基于螺旋对偶式的航天器姿轨耦合相对运动模型;分析给出了航天器相对运动过程中姿态轨道的耦合效应;针对所建模型的强耦合、非线性特性,在控制律设计时采用了非线性前馈控制,最后进行了数值仿真,结果表明了该模型和控制律的有效性,可为工程应用提供参考。

关键词：螺旋理论螺旋对偶式姿轨耦合耦合控制