并联机构
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少自由度并联机构运动学及五自由度并联机构的相关理论的开题报告介绍并联机构是由多个连杆、铰链或其他连接部件组成的机构,具有较高的刚度、承载能力和稳定性。
在机器人、汽车、航空航天等领域得到广泛应用,是现代工业中不可或缺的组成部分。
本文将介绍少自由度并联机构运动学及五自由度并联机构的相关理论。
一、少自由度并联机构运动学少自由度并联机构是指其中一个移动平台在三维空间中只有3个自由度,即沿x、y、z三个方向的平移运动,没有旋转自由度。
基于此限制,我们可以设计出类似于3-3并联机构和3-UPU并联机构等少自由度并联机构。
少自由度并联机构在运动学分析中比较简单,可以利用解析法对其进行求解。
利用雅可比矩阵进行计算,可以得到机构的运动学特性,并可根据外部控制力求解机构的动力学特性。
由于少自由度并联机构的运动学模型相对简单,因此应用范围较广。
二、五自由度并联机构五自由度并联机构是指其中一个移动平台在三维空间中具有3个平移自由度和2个旋转自由度,即沿x、y、z三个方向的平移运动和绕x、y两个轴的旋转运动。
常见的五自由度并联机构包括三旋转二平移机构、UPU-RSS机构和Sarrus机构等。
与少自由度并联机构相比,五自由度并联机构运动学分析较为复杂。
对于三旋转二平移机构,可以利用Pole-zero法对其进行求解;对于UPU-RSS机构和Sarrus机构,需要进行六元素联立方程的求解。
此外,在求解过程中还需要考虑运动学奇异点问题,以避免机构在某些特定情况下无法运动或运动不稳定。
总结本文介绍了少自由度并联机构运动学及五自由度并联机构的相关理论。
少自由度并联机构运动学简单,应用范围广泛;而五自由度并联机构则需要进行更复杂的运动学分析,并需考虑运动学奇异点问题。
这些理论对于并联机构的设计和控制具有重要意义,有助于更好地理解和应用并联机构。
与并联机构有关的书籍
1. 《并联机构探秘》:这本书就像一把钥匙,能打开你对并联机构的神秘大门哟!比如在工业机器人中,并联机构不就是那个默默奉献的强大力量嘛!
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并联机构在精密装配中的应用并联机构在精密装配中的应用并联机构是一种常用的机械装配结构,在精密装配中有着广泛的应用。
它由一系列平行连接的连杆和转动副组成,具有较高的刚度和稳定性,并可实现精确的运动控制。
下面将逐步介绍并联机构在精密装配中的应用。
首先,由于并联机构具有较高的刚度,它可以用于精密装配中对位置和姿态要求较高的部件的安装。
例如,在电子设备的组装过程中,需要将微小的电子元件精准地安装到印刷电路板上。
这就需要使用并联机构来确保元件的位置和姿态的精准控制,以避免装配误差对设备性能的影响。
其次,并联机构还可以应用于需要进行力控制的装配任务。
在一些工业生产中,需要对零部件施加特定的力以确保装配的质量和可靠性。
例如,在汽车制造过程中,需要将发动机缸盖与缸体进行连接。
由于缸盖较重且需要施加一定的压力,使用并联机构可以实现对力的精确控制,并保证装配的质量。
此外,并联机构还可以应用于需要进行高速运动的精密装配任务。
在一些生产线上,需要对零部件进行快速而精确的装配。
例如,在手机生产过程中,需要将电池和屏幕等部件快速地安装到手机壳体上。
这就需要使用并联机构来实现高速运动的精确控制,以提高装配效率和生产速度。
最后,并联机构还可以应用于需要进行多任务装配的场景。
在一些装配任务中,需要同时进行多个部件的装配操作。
例如,在机器人组装线上,需要将多个零部件同时安装到机器人的不同部位。
使用并联机构可以实现多个装配操作的并行进行,提高装配效率和生产能力。
综上所述,并联机构在精密装配中具有广泛的应用。
它可以实现位置和姿态的精确控制,进行力控制、高速运动和多任务装配。
通过应用并联机构,可以提高装配的精度、效率和可靠性,为精密装配领域的发展带来新的机遇。
并联机构概念设计
并联机构(Parallel mechanism)是由2个和2个以上的驱动器(作动器)通过杆系同时作用于运动平台的空间运动机构。
它的特点是,所有的分支机构可同时接受驱动器的输入,而最终共同给出输出,并联机构在机构学上是多路闭环机构。
在工业中,3杆并联机构(Tripod)和6杆并联机构(Hexapod)应用最为广泛,如Delta 机器人和 Tricept 机器人是典型的3杆并联机构,而Stewart 平台是典型的 6杆并联机构。
其机构如下图所示:
6自由度的Delta并联机构
Stewart 运动平台
概念设计的主要内容:
1)机构综合。
根据加工要求,选定并联运动机构所需的自由度,建立相应的运动学模型。
2)空间位置分析及坐标转换。
并联运动机床的空间位置分析比较复杂,位置分析法分为正解法和逆解法。
正解法的难度比较大,一般采用逆解法。
3)工作空间和约束条件。
合理工作空间的设计是概念设计的核心,工作空间会受到构件长度、铰链的偏转角以及构件之间的干涉的约束。
4)实时运动仿真。
由于并联运动机构的运动复杂性,动平台位置及其姿态仅凭计算很难判断其正确性,加上并联运动机床的各种几何约束,能否现实给定刀头点的轨迹,最终都需要通过运动仿真来解决。
6-SPS 与6-PSS 并联机构的运动与受力分析与传统的串联机构相比,并联机构的运动与受力分析具有反解容易而正解复杂的特点。
为了解并联机构的这些特点,本文针对6-SPS 和6-PSS 两种6自由度并联机构的运动和受力特性进行了简单推导,得出一些关于求解矩阵的有趣结论。
1、6-SPS 推导过程6-SPS 并联机构又称Stewart 平台,由上平台、下平台以及连接上下平台的6个支撑杆组成,支撑杆与平台通过球铰连接,支撑杆本身又能够通过液压驱动改变长度,进而驱动上平台的运动,如图1所示。
图1 6-SPS 并联机构平台1.1 运动分析首先对该并联机构进行自由度计算,下平台固定,活动构件数目13=n ,球铰个数12=R P ,移动副个数6=P P ,在每个支撑杆移动副上有一个绕轴转动的局部自由度,则局部自由度的总数为6'=F 。
根据空间机构自由度的计算公式可得:6665123136536'=-⨯-⨯-⨯=---=F P P n F P R在驱动上平台运动时,6个支撑杆的输入速度分别为621v v v ...,,上平台的运动形式为螺旋运动,既有平动,又有绕轴旋转,表示为平动速度v 和转动角速度ω,输入速度和平台速度之间有什么运算关系呢?图2 6-SPS 并联机构速度分析如图2所示,取上平台的转动中心为O ,支撑杆1与上平台的铰接处取为A ,中心O 到铰接点A 的向径为1R ,则上平台位于A 点处的速度可表示为:1R ωv v ⨯+=A设支撑杆1的方向向量为1l ,A v 向支撑杆1投影可得:)()()(111111111l R ωl v l R ωl v l R ωv l v ⨯⋅+⋅=⋅⨯+⋅=⋅⨯+=⋅A支撑杆1的输入速度1v 沿杆长方向,则A v 向支撑杆1的投影即为1v ,从而可得: )(11111l R ωl v l v ⨯⋅+⋅=⋅=A v同理可求得其余支撑杆的速度表达式分别为:)(22222l R ωl v l v ⨯⋅+⋅=⋅=A v)(33333l R ωl v l v ⨯⋅+⋅=⋅=A v......)(66666l R ωl v l v ⨯⋅+⋅=⋅=A v将6个输入速度表达式整理写为矩阵形式,可得:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ωv l R l l R l l R l l R l l R l l R l 666555444333222111654321,,,,,,v v v v v v 即:⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-6543211666555444333222111,,,,,,v v v v vv l R l l R l l R l l R l l R l l R l ωv记⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯=6665554443332221111,,,,,,l R l l R l l R l l R l l R l l R l J ,则上式可简写为:⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-65432111v v v v v v J ωv(1) 式(1)即为6-SPS 并联机构支撑杆输入速度与上平台输出速度的计算关系式。
并联机构工作空间方法的分析并联机构是指由多个平行连接的机构成为一个整体的机构,并且各个机构的端部都连接在一个移动平台上。
由于并联机构的结构特点和运动特性,使其在实际应用中具有广泛的应用前景。
并联机构的工作空间分析是指研究机构在各个自由度上能够达到的位置的空间范围,通过对工作空间的分析可以发现机构的最优设计方案,也可以作为机构控制算法的基础。
本文通过解析并联机构运动学进行点的追踪和空间区域的计算,具体阐述了并联机构工作空间的方法分析。
1. 并联机构的运动学并联机构是一个复杂的系统,机构中的每个部件都是由一些特定的活动单元构成,并且这些活动单元之间通过连接装置连接在一起。
因此,机构的运动学可以通过各个活动单元的运动来描述。
并联机构的运动学方程可以表示为:F_1(x_1, y_1, z_1) + F_2(x_2, y_2, z_2) + ... + F_n(x_n, y_n, z_n) = 0其中,F_i 表示第 i 个活动单元的旋转和转移运动,(x_i, y_i, z_i) 表示第 i 个活动单元的位移向量。
并联机构的运动学分析需要通过运动学基本参数的计算和方程的求解来完成。
由于并联机构的结构复杂,运动学分析过程中需要使用较为复杂的数学方法,如向量代数、矩阵运算等。
通过运动学分析可以得到并联机构各个自由度的移动范围,进而分析机构的工作空间。
并联机构的工作空间计算方法可以分为两大类,一是几何法,二是向量法。
(1) 几何法几何法是通过几何分析来计算并联机构的工作空间。
将机构各个部件的长度、角度、形状等几何参数代入相应的几何模型中,运用几何关系计算出机构在各自由度上的工作空间。
几何法的优点是计算简单,直接,易于应用。
但是,几何法受制于机构结构和形状的限制,难以解决复杂机构的工作空间分析问题。
另外,对于活动单元的未知参数难以求出,也是几何法的局限之一。
(2) 向量法向量法是指利用向量运算来计算并联机构的工作空间。
并联机构及机器人并联机构(Parallel Mechanism,简称PM),定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接,机构具有两个或两个以上自由度,且以并联方式驱动的一种闭环机构。
特点是所有分支机构可以同时接受驱动器输入,然后共同决定输出。
1931年,Gwinnett在其专利中提出了一种基于球面并联机构的娱乐装置(图1);1940年,Pollard在其专利中提出了一种空间工业并联机构,用于汽车的喷漆(图2);之后,Gough 在1962年发明了一种基于并联机构的六自由度轮胎检测装置(图3);三年后,Stewart首次对Gough发明的这种机构进行了机构学意义上的研究,并将其推广应用为飞行模拟器的运动产生装置,这种机构也是目前应用最广的并联机构,被称为Gough-Stewart机构或Stewart 机构。
并联机构的特点:(1)与串联机构相比刚度大,结构稳定;(2)承载能力大;(3)微动精度高;(4)运动负荷小;(5)在位置求解上,串联机构正解容易,但反解十分困难,而并联机构正解困难反解却非常容易。
从运动形式来看,并联机构可分为平面机构和空间机构;细分可分为平面移动机构、平面移动转动机构、空间纯移动机构、空间纯转动机构和空间混合运动机构。
另可按并联机构的自由度数分类:(1 )2 自由度并联机构。
(2 )3 自由度并联机构。
(3 )4 自由度并联机构。
(4 )5 自由度并联机构。
(5 )6 自由度并联机构。
2自由度并联机构,如5-R,3-R-2-P(R表示旋转,P表示平移)。
平面5杆机构是最典型的2自由度并联机构,这类机构一般具有2个平移自由度。
3自由度并联机构种类较多,形式复杂,一般有以下形式,平面3自由度并联机构,如3-RRP机构、3-RPR机构、它们具有2个旋转自由度和1个平移自由度;3维纯平移机构,如Star Like并联机构、Tsai并联机构,空间3自由度并联机构,如典型的3-RPS机构、属于欠秩机构。
并联机构工作空间方法的分析
并联机构是机构中的一种重要形式,由多个并联的杆件和连接件组成,具有灵活性强、工作空间大的特点。
并联机构是机械装置中最常见的一种形式,广泛应用于各个领域。
分析并联机构的工作空间方法,可以采用几何方法或者代数方法进行计算。
几何方法
一般是通过几何关系来计算工作空间的位置和范围,而代数方法则是通过建立机构的运动
学方程来计算工作空间。
一、几何方法的分析
1. 几何约束方法:通过机构的几何特性来分析其工作空间。
对于一个平行四边形构
成的并联机构,可以通过几何约束来计算出杆件的运动范围,从而确定工作空间的位置和
范围。
2. 图形法:通过绘制机构的运动图形或者使用CAD软件进行仿真,来直观地分析并确定工作空间。
图形法可以直观地表示机构的运动轨迹,对于空间位置的分析非常有效。
二、代数方法的分析
1. 运动学方程法:通过建立机构的运动学方程,利用矢量分析和运动链分析来计算
机构的工作空间。
运动学方程法要求对机构的运动学特性有一定的了解,可以通过数学计
算来得出机构的工作空间。
在分析并联机构的工作空间方法中,几何方法和代数方法是最常用的两种方法。
几何
方法简单直观,适用于对机构的整体结构和几何特性进行分析;而代数方法则更加精确,
适用于对机构的运动学特性和运动轨迹进行分析。
无论采用哪种方法,都需要对并联机构
的结构和运动学特性有一定的了解,才能准确地分析其工作空间。
并联机构工作空间方法的分析并联机构是机械设计中常见的一种机构形式,其特点是由多个并联连接的杆件组成,可以用来实现各种机械运动,如平移、旋转、摆动等。
在工程设计中,对并联机构的工作空间进行分析可以帮助工程师合理设计机构的结构和工作参数,从而实现所需的运动要求。
本文将对并联机构工作空间的分析方法进行探讨,希望能够帮助读者更好地理解并利用并联机构。
我们来分析并联机构的工作空间是什么意思。
工作空间是指机构中可实现运动的范围,即在给定工作范围内机构的全部可能的位置和方向。
对于并联机构而言,其工作空间不仅与机构的结构参数有关,还与各个连杆的运动范围和连接方式有关。
要准确分析并联机构的工作空间,需要对机构的结构进行建模,并分析各个连杆的运动规律。
我们来讨论分析并联机构工作空间的方法。
一种常见且有效的方法是使用仿真软件进行建模和分析。
通过建立机构的三维模型,输入各个连杆的长度和连接方式,设定各个运动副的运动范围和驱动方式,就可以得到机构的工作空间。
仿真软件可以直观地显示机构在三维空间内的运动轨迹和范围,帮助工程师快速了解机构的运动特性,发现潜在的设计问题,并进行优化。
除了仿真软件,还可以通过数学方法进行分析。
这种方法通常需要建立机构的运动学模型,根据机构的几何和运动学特性,推导出机构的运动方程,并进一步分析得到机构的工作空间。
这种方法需要工程师具备较强的数学建模和分析能力,但可以更深入地理解机构的运动规律和工作空间特性。
在进行工作空间分析时,需要注意考虑机构的自身约束和运动限制。
由于并联机构通常由多个连杆和运动副组成,各个连杆之间可能存在相互约束的情况,导致机构的工作空间受到限制。
机构的运动范围也受到连杆长度、连接方式、驱动方式等因素的影响,这些因素都需要在分析中进行综合考虑。
机械串并联混合机构-回复机械串并联混合机构是一种常见的机械结构,其设计和应用广泛。
本文将逐步回答与机械串并联混合机构相关的问题,并详细介绍其工作原理、设计方法和应用领域。
一、机械串并联混合机构是什么?机械串并联混合机构是指由串联和并联机构组成的一种混合结构。
串联机构是指多个连续的机构单元按照一定的顺序连接起来,形成一个整体,而并联机构是指多个机构单元同时作用于同一个负载。
机械串并联混合机构将这两种结构组合起来,既能实现连续的运动,又能实现多路并联的功能。
二、机械串并联混合机构的工作原理是什么?机械串并联混合机构的工作原理与常见的机械结构类似,主要是利用连杆、齿轮、链条等机械元件之间的配合和相互作用来实现运动传递和力传递。
通过调整不同机构单元之间的相对位置和参数,可以实现不同的输入输出关系和运动规律。
例如,串联机构可以传递连续的旋转或直线运动,而并联机构可以实现多路力的同时作用。
三、机械串并联混合机构的设计方法有哪些?1. 首先,需要明确机械串并联混合机构的应用要求和性能指标,包括输出力矩、速度比、噪音、刚度等。
2. 然后,根据应用要求,确定机械结构类型和机构单元的种类。
常见的类型包括平面四连杆、摇杆机构、曲柄摇杆机构等。
3. 在确定了机械结构类型和机构单元的基础上,进行机构参数的设计和选择。
这涉及到连杆长度、齿轮模数、链条长度等因素的确定。
4. 接下来,进行机械结构的分析与优化。
可以利用计算机辅助设计软件进行运动学和动力学分析,优化机构参数和结构设计。
5. 最后,进行机械串并联混合机构的制造和装配。
这需要结合具体的工艺要求和生产设备,选择合适的制造工艺和装配方式。
四、机械串并联混合机构的应用领域有哪些?机械串并联混合机构广泛应用于机械、汽车、航空航天、机器人等领域。
具体应用包括:1. 机械传动领域:用于变速器、离合器、转向机构等。
2. 自动化装配线:用于实现多路并联的加工和装配操作。
3. 机器人领域:用于实现机器人关节的精确运动控制。
《并联机构解耦机理研究与仿真分析》篇一一、引言并联机构是一种具有多个分支的机械结构,广泛应用于各种自动化设备和机器人中。
然而,由于机构内部的耦合现象,其控制与操作往往面临一定的困难。
解耦技术作为解决这一问题的重要手段,其研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
本文旨在探讨并联机构的解耦机理,并通过仿真分析验证其效果。
二、并联机构解耦机理2.1 并联机构特点并联机构由多个分支组成,各分支之间通过连接点与工作平台相连。
这种结构使得机构具有较高的刚度和承载能力,同时也有利于实现复杂运动轨迹的精确控制。
然而,由于分支间的相互影响,机构内部存在耦合现象,导致控制难度增加。
2.2 解耦机理解耦的目的是将并联机构中的耦合关系转化为相互独立的关系,以便于控制。
解耦方法主要包括物理解耦和数学解耦两种。
物理解耦主要通过优化机构的结构设计来实现,如调整分支的长度、角度等参数。
数学解耦则是通过引入适当的数学模型和算法来消除耦合关系。
本文重点研究数学解耦方法。
在数学解耦过程中,首先需要建立并联机构的数学模型。
然后,通过分析模型的耦合关系,确定解耦的目标和策略。
最后,利用优化算法对模型进行优化,实现解耦。
三、仿真分析3.1 仿真模型建立为了验证解耦机理的有效性,本文采用仿真软件建立了并联机构的仿真模型。
模型中包含了机构的各个分支、连接点以及工作平台等部分。
同时,还考虑了机构的动力学特性和运动学特性。
3.2 仿真过程与结果在仿真过程中,首先对未解耦的并联机构进行仿真,观察其运动过程中的耦合现象。
然后,应用解耦方法对机构进行优化,并对优化后的机构进行仿真。
通过对比仿真结果,可以明显看到解耦后的机构在运动过程中更加稳定,耦合现象得到明显改善。
此外,我们还对机构的运动精度、响应速度等性能进行了分析,结果表明解耦后的机构具有更好的性能。
四、结论本文研究了并联机构的解耦机理,并通过仿真分析验证了其效果。
结果表明,通过数学解耦方法可以有效消除并联机构中的耦合关系,提高机构的运动稳定性和性能。
新型三平移一转动并联机构及运动学分析
一、引言
并联机构是一种常见的机械结构形式,它由多个可以同时运动的杆件组成,具有较大的自由度和灵活性。
在这种机构中,每个杆件都可以独立地进行运动,而且它们可以同时进行不同方式的运动,因此在机器人、汽车悬挂系统等领域得到广泛应用。
二、新型三平移一转动并联机构的结构
1.坐标系的选择
为了进行运动学分析,首先需选择合适的坐标系。
在这里,我们选择了三个平移杆件的轴线作为坐标系的原点,并将它们的方向作为坐标轴的方向。
2.运动约束关系的建立
根据该机构的结构特点,我们可以得到以下几个约束关系:
-平行杆件的长度保持不变;
-平行杆件的轴线必须相互平行;
-旋转杆件的端点必须位于平行杆件的延长线上。
3.运动学方程的建立
根据以上约束关系,我们可以建立运动学方程。
首先,我们可以用向量表示每个杆件的位置和速度,然后通过求导得到各个杆件的速度和加速度之间的关系。
4.机构的自由度计算
在建立完运动学方程后,我们可以利用自由度计算公式来计算机构的自由度。
根据公式,自由度等于杆件数目减去约束方程的个数。
因此,对于本机构来说,自由度为4-3=1
四、总结
新型三平移一转动并联机构是一种具有较大自由度的机械结构,广泛应用于机器人、汽车悬挂系统等领域。
通过运动学分析,我们可以确定该机构的运动约束关系及其自由度,并为后续的动力学分析和控制器设计提供了有用的信息。
因此,在机械设计和机器人控制领域,对新型三平移一转动并联机构的研究具有重要的理论价值和实际意义。
并联机构工作空间方法的分析并联机构工作空间方法是一种用于设计和分析机械装置工作空间的方法。
通过对工作空间的分析,可以优化并联机构的设计,提高其性能和效率。
本文将对并联机构工作空间方法进行分析,探讨其原理和应用。
一、工作空间的定义工作空间是指机械装置中可用于执行任务的区域。
对于并联机构而言,工作空间是六维度空间中的一个特定区域,其中包括三个平移自由度和三个旋转自由度。
工作空间的大小和形状直接影响了机构的性能和作业范围。
分析工作空间成为了优化机构设计的重要一步。
二、并联机构工作空间方法1. 构建运动学模型并联机构的运动学模型描述了机构中各个链接之间的几何关系和运动规律。
通过构建运动学模型,可以确定机构的工作空间,并对其进行分析。
一般来说,运动学模型包括机构的连杆参数、关节参数以及传动机构等。
通过运动学模型,可以求解机构的工作空间以及相关的性能指标。
2. 确定工作空间边界根据机构的运动学模型,可以确定机构的工作空间边界。
在确定工作空间边界时,需要考虑机构的所有可能运动状态,并对其进行综合分析。
通常情况下,工作空间边界是通过机构的连杆长度、关节角度和传动比等参数来确定的。
确定了工作空间边界之后,可以进一步分析机构的性能和工作范围。
3. 优化工作空间一旦确定了机构的工作空间边界,就可以进行工作空间的优化设计。
优化工作空间的目标是最大化空间利用率,提高机构的性能和效率。
通常情况下,工作空间的优化设计包括几个方面:一是通过改变机构参数来扩大工作空间,例如改变连杆长度、关节角度等。
二是通过改变传动机构来优化机构的运动规律,提高工作空间的利用率。
三是通过改变机构的结构形式来优化工作空间,提高机构的适用范围和灵活性。
1. 工业生产在工业生产领域,并联机构工作空间方法被广泛应用于工程机械、装配线、自动化生产线等领域。
通过分析机构的工作空间,可以优化机构设计,提高生产效率和质量。
例如在汽车生产线上,通过分析机器人的工作空间,可以确定机器人的作业范围,提高装配精度和速度。
并联机构工作空间方法的分析并联机构是一种常见的机械结构,由多个并联连接的运动副组成。
它通常用于工业生产中的机械装置和设备中,以实现特定的工作任务和运动。
在这种机构中,每个并联连接的运动副都具有各自的工作空间,它们的运动轨迹可以相互重叠或者独立运动,这就使得并联机构的工作空间方法非常重要。
本文将对并联机构工作空间方法进行分析,探讨其在工业生产中的重要性以及优缺点。
我们来探讨并联机构工作空间方法的重要性。
在工业生产中,机构的工作空间是指机构可实现运动的空间范围,也被称为机构的有效运动。
工作空间的大小和形状直接影响了机构在实际应用中的适用性和灵活性。
并联机构的工作空间方法能够有效地描述机构的运动范围和限制条件,对于设计和优化机构具有重要的指导意义。
我们来谈谈并联机构工作空间方法的优点。
通过对机构的工作空间进行分析,可以有效地评估机构设计的合理性和实用性。
这对于设计人员来说是非常重要的,能够帮助他们及时发现并解决机构设计中存在的问题,提高机构的工作效率和稳定性。
工作空间方法可以帮助设计人员优化机构的结构,提高机构的运动精度和稳定性。
通过对机构的工作空间进行分析,可以明确每个运动副的运动轨迹,从而帮助设计人员合理分配机构各个运动副的结构参数,使得机构的运动更加精准和稳定。
工作空间方法还可以帮助设计人员评估机构的可靠性和安全性,为机构的应用和维护提供重要的参考依据。
然后,我们来探讨并联机构工作空间方法的局限性。
由于并联机构通常由多个运动副组成,其工作空间方法需要考虑的因素很多,包括各个运动副的相互影响和限制条件等,这就使得工作空间方法的分析和计算较为复杂。
并联机构的工作空间方法通常需要进行大量的计算和仿真,对于设计人员的理论水平和计算能力要求较高。
并联机构的工作空间方法在实际应用中也存在一定的误差和不确定性,这对于机构的设计和优化也带来了一定的挑战。
针对并联机构工作空间方法的分析,我们需要充分发挥其重要性和优点,同时也要意识到其局限性,以便更好地应用和发展这一方法。
并联机器人机构构型创新设计研究
汪劲松. 关立文. 王立平. 李铁民.
提出一种并联机器人机构构型创新设计新方法——桁架推演法,该方法包括三个主要步骤:根据具体设计
需求选择自由度为0的并联机构桁架,并选择适当的推演规则;在一定的约束条件下对桁架进行推演;对推
演结果分析、判断和决策,得到新并联机构构型。最后举例说明了桁架和推演规则等对并联机器人机构构型
创新设计具有决定性影响的关键技术问题。
MATLAB 在并联机器人机构仿真中的应用
运用Matlab语言给出了平面3RRR并联机构三维仿真实体模型的简单画法及三维实体模型的运动仿真,
同时又运用微分法和影响系数两种算法仿真了机构的速度及加速度曲线,最后从仿真图中直接分析了机构
的奇异位型点,并说明了文献[7]中运用新的性能分析方法所得出的机构尺寸变化对机构性能影响的结论
的实用性。这充分展现了Matlab的科学计算可视化技术在机器人领域的应用及发展前景。
一种6-6UHU并联机器人的设计和实验研究
研制了一种新型结构的大工作空间6 6UHU并联机器人。通过对虎克铰摆角极限对机器人工作空间的影响
研究,在机构设计上解决了杆间干涉和下关节极限问题,简化了干涉检测算法,降低了运动控制算法的复杂
性,并且增大了工作空间。研制出基于DSP的多轴控制器PMAC卡的交流伺服电机控制系统和实验系统,并
进行了实验。给出了不同姿态下该机器人的工作空间分析。仿真数据和实验结果表明,所研制的新型6 6UHU
并联机器人,结构精巧,工作空间大,动平台的倾斜角达到4 5°;同时具有高刚度、高精度、操作性能好等
特点。干涉防护系统能保证机器人在大工作空间机动运行情况
3转动1移动并联机器人机构的结构综合
房海蓉. 方跃法. 胡明.
利用螺旋和反螺旋之间的互易关系,分析了给定机构运动自由度与支链约束之间的关系,提出了基于螺旋
理论的4自由度并联机器人机构结构综合的一种方法.据此构造了3转动1移动4自由度并联机器人机构
的可能支链类型,列举了多种新型对称机构和非对称机构.所提方法对其它少自由度并联机器人机构的结
构综合具有普遍意义.
并联机构激光加工系统创新设计
孙会来. 林树忠. 李洪来. 高铁红.
提出了一种新型的两自由度并联平动机构 ,并将其成功的应用到YAG激光加工平台当中。介绍了激光加工
平台的组成及控制系统组成 ,同时还分析计算了该并联实验平台的自由度 ,推导建立了该机构的位置正、
反解和速度解方程 ,给出了机构的工作空间分析及其雅可比矩阵 ,为激光加工平台提供了设计和控制的
理论依据。经技术实施表明该新型加工平台具有结构简单、控制容易、作业空间大及可实现两维任意图形
的加工等特点
新型6-HTRT并联机器人影响系数的求解
影响系数在机器人运动学及动力学分析中占有重要的地位 ,特别是高速运转时 ,二阶影响系数的影响更
不可忽略。本文在求解一阶影响系数的基础上给出了求解新型 6 HTRT并联机器人二阶影响系数的通用方
法 ,为该型号机器人基于影响系数的运动学、动力学深入求解和机构性能分析奠定了基础
并联机器人技术分析及展望
近年来并联机器人的发展已成为机器人研究领域的热点之一 ,在某些方面它具有串联结构所无法相比的优
点 ,因而扩大了机器人领域的应用范围。本文对并联机器人机构学、运动学、系统控制策略等关键技术做
了概括性分析 ,同时还介绍了两种新型虎克铰链模型 ,为高精度并联机构的设计提供了有利条件。另外文
中对并联机构研究的热点问题做了详细分析并提供了新的解决方向 ,如高精度点位控制策略、误差分析与
补偿等。最后对目前并联机构的应用及发展趋势进行了阐述 ,并指出了我国现阶段并联机构产业化中存在
的一些问题与挑战
5自由度并联机器人设计方法
本论文以螺旋理论为基础 ,提出一种系统的结构综合方法 .根据各条支链对运动平台所提供的反螺旋约
束的线性关系 ,研究了构成五自由度并联机器人机构的各条支链所有可能的运动副组合以及它们的空间几
何条件 .利用这一方法 ,设计出一组结构对称的五自由度并联机器人
3-PU~*U~*型平动并联机构的运动学分
吴光中. 李剑锋. 费仁元. 刘德忠. 管长乐. 杨小勇.
研究 3-PU U 型平动并联机构的运动学分析问题。通过将该机构简化成运动等效的机构模型 ,得到其位
置逆解公式及描述机构输入与输出速度关系的逆雅可比 ,并进一步对 3-PU U 并联机构作业空间的几何
性质、机构的运动灵活性进行了分析 ,给出了尺度参数变化对机构作业空间及运动灵活性的影响规律。分
析表明 ,该机构具有几何形状规则的作业空间及较好的运动灵活性 ,是一种较为理想的实现三移动操作
的并联机构选型
在运动反解的情况下,用搜索杆件干涉,铰链限制,主动件运动范围来求解工作空间,然后选取不同的参数
比较各个参数对工作空间的直径及高度的影响(注:是直接在delta机型基础上更改)
基于差动机构的五连杆式人机合作机器人的动力学分析
张立勋. 路敦民. 王岚. 沈锦华. R.Bernhardt.
介绍了一种基于差动机构的新型CVT(连续变速传动机构 ) ,通过CVT之间的不同耦合方法 ,构成了并联
式和串联式人机合作机器人 .分析了基于差动机构的人机合作机器人的工作原理 ,建立了差动机构的动
力学模型 .以五连杆式人机合作机器人为研究对象 ,分别建立了串联式和并联式人机合作机器人的动力
学模型 .
二平动自由度高速轻型并联机械手控制技术研究
李占贤. 黄田. 梅江平.
研究一种二平动自由度高速、轻型并联机械手的控制技术.针对这类机构的结构特点,利用虚位移原理和矩
阵奇异值理论,估算出主动关节负载惯量随位形变化的规律.在此基础上,构建了单轴误差反馈控制系统,
并通过计算机仿真预估出定增益PID调节器的参数.最后,通过实验验证了参数整定方法的正确性和有效
性.
结构解耦6-PSS并联微操作平台的研究与开发
张建军. 高峰. 金振林. 范顺成.
利用并联微操作机构的构型原理,提出了结构解耦6- PSS并联微操作平台新机构,描述了微操作平台的运
动学模型、静刚度模型、一体化结构模型、几何误差模型和标定策略,研制了微操作平台样机,给出了其测
试结果。研究表明,该并联微操作平台的结构解耦及一体化结构是成功开发的关键,为微操作平台机构构型
和结构设计提供了新思路。
面向光纤作业的精密并联机器人系统研制
张秀峰. 孙立宁. 荣伟彬.
研制出了面向光纤作业的精密并联机器人,它是一种六自由度、高精度的新型定位系统。介绍了该机器人结
构的设计特点、工作原理及由伺服电机控制的半闭环控制系统,并给出了该机构的控制方法。同时还设计了
一种新型虎克铰链,它能有效地减小因接触变形而产生的误差。另外由于借助了DSP技术,很好地解决了机
构运动学反解的实时计算问题。最后给出了在不同姿态下,并联机器人工作空间边界的仿真图及机构重复度
测试的结果。仿真和实验结果表明,该精密并联机器人具有工作空间大、系统控制精度高、机构重复精度高
等优点。
运动物体上三点速度关系及其应用
黄真. 李艳文. 郭希娟. 高峰.
讨论做空间运动的物体上不在同一直线上的三点的速度关系,提出物体上三点的速度能确定一个物体的螺
旋运动的充分必要条件是物体上不在同一直线的三点的速度在此三点决定的平面上的三条法线交于一点。
这充要条件对于分析并联机器人的一般线性丛奇异在空间的分布起到关键性的作用
多功能模块化串并联机床结构的研究
在分析当前机床技术发展趋势的基础上 ,提出了一种新型模块化串并联机床结构 ,机床主运动的实现采
用并联机构 ,工件的进给运动由串联机构实现。研究了机床主运动模块平面二自由度机构的运动特性 ,给
出了机构运动学正反解。机床采用模块化结构设计 ,据加工需要 ,可方便快捷地组合设计出不同自由度的
机床 ;运动机构串并联相结合 ,既具有结构简单、刚度重量比大、响应速度快的特点 ,又具有工作空间较
大的特点