基于广义力的少自由度并联机构的静刚度统一模型

3-(2SPS)并联机构静力学分析王少锋;李开明【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2013(41)13【摘要】In order to study the driven rods' force situation of the 3-(2SPS) parallel manipulator when the moving platform was driven by external loads,its position was investigated and the third-order speed Jacobian matrix was gained.At the same time,the statics equilibrium equation was established based on vector method,and the force Jacobian matrix was given.The transpose relationship between the force Jacobian matrix and the velocity Jacobian matrix was verified.With MATLAB software,the force on the driven rods of the moving platform was simulated under preconditions.The results show that:a linear relationship exists between the force on the driven rods and the force on the moving platform,and the carrying capacity varies in different directions on the moving platform.%为了研究3自由度3-(2SPS)并联机构的动平台在受到外界载荷作用时驱动杆的受力情况,对其进行位置分析并获得3阶速度雅克比矩阵;同时,利用矢量法建立了相应的静力学平衡方程,并给出力雅克比矩阵.验证了3-(2SPS)并联机构的力雅克比矩阵与速度雅克比矩阵的转置关系.借助于MATLAB软件,模拟了动平台在预设条件下运动时驱动杆的受力变化情况.结果表明:驱动杆的受力与动平台的受力存在着线性关系,且在不同方向上动平台的力承载能力各不相同.【总页数】4页(P55-58)【作者】王少锋;李开明【作者单位】南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TP242【相关文献】1.含冗余驱动的3-(2SPS)并联机构的轨迹规划与仿真 [J], 李琳;李开明;张传旭2.一种非对称3-(2SPS)并联机构可达工作空间分析 [J], 王少锋;李开明3.非对称分布3-(2SPS)三平移并联机构的工作空间分析 [J], 张传旭;李开明4.3-(2SPS)并联机构力传递分析 [J], 叶冬明; 李开明5.3-(2SPS)三平动并联机构局部承载能力分析 [J], 王李华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

2-SPR-RPS并联机构静力分析张宁斌;项济南;李秦川;陈巧红【摘要】2-SPR-RPS并联机构具有1个移动和2个转动自由度,可用做搅拌摩擦焊机器人.在实际工况下,该机构端部动平台受力条件复杂,多支链耦合,故有必要对其进行静力学分析.首先通过拆杆,建立矢量6维力平衡方程;其次采用自由度解耦,分别调整动平台2个转角和动平台高度值,分析了3种单自由度状态下各杆件受力曲线,从而获得输出端位姿参数与并联机构驱动-约束反力之间的映射;最后,对单变量参数重新组合,得到完整的静力图谱.研究结果可对2-SPR-RPS并联机构的驱动电机选型、机构关节承载分析、结构强度设计提供参考.【期刊名称】《浙江理工大学学报》【年(卷),期】2016(035)005【总页数】7页(P713-719)【关键词】并联机构;少自由度;静力分析;矢量法【作者】张宁斌;项济南;李秦川;陈巧红【作者单位】浙江理工大学,机械与自动控制学院,杭州310018;浙江理工大学,机械与自动控制学院,杭州310018;浙江理工大学,机械与自动控制学院,杭州310018;浙江理工大学,信息学院,杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TP24并联机器人是机器人的一大分支，与串联机器人相比，具有累积误差小、承载能力大、刚度好、惯性力较小等优点，因而在某些应用上有很大优势。

少自由度并联机构[1]的自由度少于6，结构简约，驱动件少，控制简便，成本相对低廉，具有广阔的工业应用前景[2-4]。

机构静力传递特性分析[5-7]是设计少自由度并联机构的重要环节。

静力分析能够初步确定机器工作时所需的驱动力、约束反力、能承受的最大载荷等，为动力学分析、机构整体结构设计、驱动器设计、强度校核等提供依据。

国内外学者已对少自由度并联机构的静力分析进行了研究。

刚度映射是早期研究并联机构内部静力传递特性的主要方法[8]，而对于轻型机构而言，重力产生主动力较小，故在实际平衡计算中将其忽略[9]。

《两种含等效复合球副少自由度并联机构理论研究》篇一一、引言随着机器人技术及精密制造领域的快速发展，并联机构因其高精度、高刚度及高负载能力等优点，得到了广泛的应用。

在众多类型的并联机构中，含等效复合球副少自由度并联机构因其独特的运动特性和结构优势，成为了研究的热点。

本文将针对两种含等效复合球副少自由度并联机构进行理论研究，探讨其运动学、动力学特性及控制策略。

二、等效复合球副机构概述等效复合球副机构是一种新型的并联机构，其核心在于通过等效复合球副实现机构的少自由度运动。

该机构具有结构紧凑、运动灵活、承载能力强等优点，广泛应用于精密制造、医疗康复、航空航天等领域。

等效复合球副机构主要包括驱动部分、球副部分和承载平台等部分。

三、第一种含等效复合球副少自由度并联机构理论研究3.1 机构结构与特点第一种含等效复合球副少自由度并联机构，主要由驱动器、等效复合球副和末端执行器组成。

该机构具有结构简单、运动范围大、运动精度高等特点。

通过对该机构的深入研究，可以揭示其运动学和动力学特性。

3.2 运动学分析运动学分析是研究并联机构的基本方法之一。

通过对该机构的输入输出关系、位置姿态描述等进行分析，可以得出机构的运动学方程。

在此基础上，可以进一步分析机构的运动范围、工作空间等性能指标。

3.3 动力学分析动力学分析是研究并联机构力学特性的重要手段。

通过对该机构的力传递特性、动态响应等进行分析，可以得出机构的动力学方程。

这些方程将有助于揭示机构的力学特性和优化机构的性能。

四、第二种含等效复合球副少自由度并联机构理论研究4.1 机构结构与特点第二种含等效复合球副少自由度并联机构，采用了一种新型的球副结构，具有更高的运动灵活性和更广泛的运动范围。

通过对该机构的详细研究，可以更深入地了解其运动学和动力学特性。

4.2 运动学与动力学综合分析在深入研究第二种含等效复合球副少自由度并联机构的运动学和动力学特性的基础上，可以进行综合分析。

并联机器人机构静刚度研究现状与展望*李永刚1,2,宋轶民2,冯志友3(1.天津工程师范学院机械工程学院,天津300222;2.天津大学机械工程学院,天津300072;3.天津工业大学机械工程学院,天津300160)摘要:静刚度是并联机器人机构的一项重要性能评价指标,是并联机器人研究的热点领域之一。

从有限元分析、静刚度解析模型、静刚度分析和静刚度设计等4个领域对并联机器人机构的静刚度研究现状进行了总结回顾,并对其未来发展趋势进行了分析。

关键词:并联机构;静刚度;有限元;建模中图分类号:T H122文献标识码:A文章编号:1001-2354(2010)03-0001-04与串联机器人机构相比,并联机器人机构具有刚度大、结构稳定、承载能力强、累积误差小、运动惯性小、运动学反解易求和便于实时控制等互补性优点,具有广阔的应用前景。

因此,近30年来,并联机器人机构理论研究一直是机构学领域的研究热点之一。

然而,作为一项重要性能评价指标,静刚度不仅与机器人机构的拓扑结构有关,而且与机构的尺度参数和截面参数密切相关。

显而易见,一个由细杆组成的并联机器人不一定比粗杆构成的串联机器人静刚度高。

因此,为设计出大刚度的并联机器人,基于静刚度性能分析和设计的参数优化设计研究至关重要。

许多学者在此领域做了大量卓有成效的工作。

文中主要从有限元分析、静刚度解析模型、静刚度性能分析、静刚度设计4个方面对并联机器人机构静刚度研究现状进行了分析,并对其未来发展趋势进行了展望。

1国内外研究现状1.1有限元分析有限元分析是并联装备设计和静刚度性能预估的重要手段,主要是借助有限元分析软件如A NSYS等,对设计的虚拟并联装备样机进行受力分析,根据变形和应力分布情况,从而对样机的尺度参数和截面参数进行改进。

朱春霞等[1-3]利用ANSYS软件对3-TPT并联机床进行了静刚度有限元分析,得到机床在不同姿态下的静刚度和静力特性,并调查了平行四边形结构对机床性能的影响。