摘要：针对多关节串联机构耦合影响末端执行器运动性能的问题,分析了串并混联机构的运动特性,提出了实现可视化设计的多参数平面模型。基于旋量理论,分别建立了串联、并联关节的运动传递矩阵,并设定了相应性能指标。在此基础上,根据多参数平面模型,通过三维可视化图形,进一步揭示了参数尺度、关节转角空间、性能指标之间的耦合关系,最终确定了参数取值、关节的优质转角范围和指标分布情况。优化结果表明:肩关节、腕关节的全域性能指标分别为0.78、0.67,肘关节的全域条件数为2.38。该混联构型具有与人体手臂关节相类似的功能,可充分发挥串联、并联机构的综合优势。

摘要：针对超低底盘的抱轮式泊车机器人无悬架系统和无举升机构的问题,设计了气动悬架与气动举升机构,将气动悬架与气动举升机构通过车架连接构成联动系统,使该联动系统具有安装高度低、能自适应不同负载工况和改变举升高度的优点。为提高泊车机器人搬运过程中的平稳性和安全性,建立了气动悬架与气动举升机构联动系统的动力学模型,并设计了车身高度自适应模糊PID控制策略,通过仿真实验结果表明,自适应模糊PID控制策略对负载垂向加速度的改善相较于被动控制达到了40.21%,对气动悬架动位移和负载动位移的改善分别达到了23.28%、14.22%,增强了气动悬架与气动举升机构联动系统对负载的缓冲效果,提高了负载的平稳性和安全性;验证了自适应模糊PID控制策略对该气动悬架与气动举升机构联动系统的有效性。

摘要：三轴转台用于惯导设备的测试,工作精度是其关键性能指标之一,为提高三轴转台标定的工作精度要求,分析了三轴转台各项误差项对其精度的影响程度。基于多体系统理论以及坐标系变换理论,结合三轴转台的运动特点以及拓扑结构图,建立了三轴转台误差传递的数学模型。在此基础上,利用函数全微分理论提出了三轴转台误差灵敏度的分析方法,建立了三轴转台误差灵敏度分析模型,通过软件计算分析,得到了影响三轴转台精度的关键性误差源,为三轴转台的误差设计以及误差分配奠定了理论基础。

摘要：移动机器人是大型构件加工与装配作业的有效解决方案。实际的工作过程中,移动机器人的末端操作精度问题亟需研究和解决。机器人末端精度同时取决于Mecanum轮移动机器人本体运行精度和辅助操作平台精度。通过设计悬挂结构使Mecanum移动机器人与地面充分接触,减少打滑现象以提高精度。通过对路面状况的分类,分析Mecanum轮与不同路面接触情况,建立新的基于Mecanum轮移动机器人的完备六维运动学模型,并通过仿真验证了模型的有效性,为提高移动精度提供理论基础。

摘要：传统的剪叉举升机构在受到垂直于剪叉平面的载荷时,产生的应力与应变较大,即存在弱刚度方向问题。为此提出一种基于正交结构的高刚度剪叉举升装置。首先推导了剪叉机构的运动学、静力学和刚度模型;然后对正交结构举升装置和传统剪叉举升装置的刚度分别进行仿真分析和实验验证;最后将正交和传统非正交结构的剪叉举升装置对移动机器人底盘变形的影响进行仿真对比分析。结果表明,正交结构比非正交结构的举升装置刚度提高了9倍,且不存在弱刚度方向,同时正交结构举升装置对底盘变形的影响与传统剪叉举升装置几乎相同。文中所提出的全方位高刚度正交结构举升装置为移动机器人在重载、急停和偏载等复杂工况的应用提供了创新的高可靠性解决方案。

摘要：针对运载火箭贮箱内壁多余物难以清洗的问题,本文提出了一种搭载高压水射流的新型移动式五自由度机械臂方案及清洗任务作业方法。根据贮箱多余物清洗任务采用运动特征分解的方法对机械臂进行了机构设计,并结合贮箱几何特性,完成了清洗动作规划。最后,根据设计方案完成了清洗机械臂系统样机的制造并在长征4号火箭燃料贮箱上完成了清洗任务的实验,验证了提出的清洗机械臂设计方案及清洗任务规划的有效性和可行性。

摘要：为避免救护车内的病人受到车体振动带来的二次伤害,基于螺旋理论和全雅可比奇异性分析提出一种新型2-UPS-2-(RP-RR)U对称并联隔振装置,该机构具有2个转动自由度和2个移动自由度(2R2T)。运用螺旋理论方法,根据刚体转轴与约束螺旋的关系,确定了动平台的两条连续转轴,其中一条转轴为固定转轴,与机构位形无关,过静坐标系原点且沿Y轴方向;另一转轴为任意转轴,与机构位形相关,过动平台两U副中心点,验证了该机构运动的连续性。运用闭环矢量法建立该机构的运动学逆解模型,结合边界搜索法在MATLAB中仿真出该机构的工作空间,验证了运动模型的正确性。

摘要：火箭燃料贮箱加工制造中会产生铝屑、粉尘、油脂等多余物,多余物的清理是火箭贮箱制造中的重要环节,目前多采用人工清理,耗时费力。针对火箭贮箱自动化水清洗的要求,设计出火箭贮箱水清洗多自由度翻转台,由俯仰机构、滚转机构、支撑机构等组成,可实现火箭贮箱多个自由度的翻转水清洗。另外,滚转台面上还装有可移动的微激振系统,环绕在贮箱外表面,用来振落贮箱内部缝隙中的多余物。通过多次翻转水清洗和微激振运动,可以实现大部分火箭贮箱多余物的自动清洗。

摘要：为了满足高刚度复杂结构件的高精度加工需求,提出一种2UPR/UPS/UP+AC五自由度混联机构。利用修正的K-G公式计算其自由度,然后基于螺旋理论,分析得到该机构的两条连续转轴,验证了运动的连续性。根据机构的运动特性,利用几何法和封闭矢量法建立机构的运动学方程并利用半角公式解得运动学的解析表达式。利用空间搜索法,并基于机器人的运动学解析解得到末端参考点的工作空间,将理论工作空间与ADAMS仿真结果进行对比,验证了运动学模型的正确性,为该机构的尺寸参数优化、动力学建模与控制以及实际应用奠定了基础。

摘要：针对空间双臂机器人运动学和动力学建模,对失重状态下空间机器人的运动学分析与建模进行了研究。给出了双臂机器人左右臂的DH坐标及参数,建立了正运动学的计算公式,基于臂形角的方法,给出了更高效的空间机器人冗余单臂的解析形式逆解求解方法。分析了空间双臂机器人全部工作状态,引入二元判定系数归纳得到了双臂独立运动、双臂协同操作、闭链本体漂浮、开链本体漂浮4种四种机器人工作状态,并基于拉格朗日方程得到了4种不同工作状态下的动力学模型。通过对空间双臂机器人运动学及动力学进行分析与建模,为空间双臂机器人的设计与研究提供理论基础。