摘要：研究了一种4自由度—虎克铰—移动副—球铰/转动副—移动副—虎克铰冗余并联机构的运动学性能评价指标和优化设计,建立了该并联机构的雅可比矩阵,得到了该机构的3个不同的运动学性能评价指标,即条件数、最小奇异值和可操作性,在此基础上,定义了评价不同位形下运动学综合性能的全局灵巧度系数指标,并分别研究了不同性能评价指标在并联机构工作空间内的分布规律。最后,基于全局灵巧度指标,利用遗传算法对冗余驱动并联机构的结构参数进行了优化设计。为该冗余并联机构的结构设计奠定了理论基础。

摘要：为在不同马赫数下的流场中进行风洞试验,需对喷管段的型面进行精确控制,为此设计了一种可以实现姿态调整的平面3自由度4-PRR冗余并联机构,根据机构运动特点,利用封闭矢量法和影响系数法求解该机构运动学逆解。在运动学基础上,利用虚功原理建立了该机构的逆动力学模型,然后根据冗余并联机构驱动方式不唯一的特点,提出驱动力二范数与最小驱动总功率的优化方法,分别得到驱动力与驱动功率曲线,并与非冗余3-PRR并联机构的驱动力与驱动功率进行对比。结果表明,冗余驱动能够较明显地降低驱动器的瞬时驱动力、瞬时驱动功率和运动周期内驱动器所做功,两种优化方法驱动器做功分别减少了49. 2%和50. 7%。结合驱动力二范数、最小驱动总功率的优化结果,选取适当的驱动方式可以实现冗余并联机构驱动器瞬时驱动力与瞬时驱动功率的均衡与优化,并降低机构运动过程中的功耗。

摘要：目前并联机构大多采用容错控制策略实现驱动故障容错,而从并联机构结构设计角度研究较少。本文基于雅可比矩阵,提出一种评价并联机构分支驱动力失效的可操作性失效度指标,并以冗余并联机构为研究对象,给出机构具有驱动力失效容错性的驱动“同一性”条件。基于螺旋理论,提出一种具有驱动容错性的冗余并联机构构型综合方法,综合出一类具有驱动容错性的三转动冗余并联机构新构型。本文为解决冗余并联机构驱动力失效问题提供了新的思路,丰富了并联机构的构型,为具有驱动容错性的冗余并联机构的应用发展提供了理论基础。

摘要：为了分析冗余4-RRR并联机构在高速、高载荷下的的动力学特性和运动精度,利用坐标变换矩阵求解冗余4-RRR平面并联机构反解方程,推导机构雅克比矩阵。在此基础上,将并联机构分解为动平台和一、二连杆子系统,采用Lagrange法建立子系统动力学模型,然后推导出机构整体动力学模型。以Matalb/Simulink为工具,对该机构的动力学进行算例仿真,仿真结果表明:4-RRR平面并联机构各驱动构件在实现期望轨迹的运动过程中,驱动力和力矩的变化、数值大小各不相同,但均呈正余弦曲线规律变化。所提出的研究方法快速有效,为机构后续研究提供了理论依据。

摘要：为了对喷管段的型面进行精确控制,设计一种可以实现姿态调整的平面3自由度4-PRR冗余并联机构,根据机构运动特点,利用闭环矢量法求解该机构运动学逆解。在运动学的基础上,结合虚功原理和牛顿?欧拉法2种动力学建模方法建立考虑驱动摩擦效应的动力学模型。首先利用虚功原理和范数最小原则建立不考虑摩擦效应情况下该机构的逆动力学模型,然后基于该动力学模型,结合牛顿?欧拉法建立考虑“库仑+黏性”摩擦效应的动力学模型,利用MATLAB软件对所建立的2种动力学模型进行工程实例仿真,得到2种情况下的驱动力曲线,分析考虑摩擦效应与否的驱动力变化规律。研究结果表明:摩擦效应对驱动力影响显著。

摘要：研究了一种6自由度可移动冗余并联机构的奇异性与静力学性能及其定姿态实时优化设计。建立该并联机构的静力学雅可比矩阵,分析了该并联机构的奇异性、静力学性能指标。调节并联机构定平台腿部位置,使并联机构的静力学传递性能得到提高。绘制了基于雅可比矩阵的性能图谱,直观地观察并联机构在不同位置的静力学力和力矩的传递性能。通过分析可知冗余并联机构具有可以消除奇异的优点,同时通过调节腿部位置也大大提高了并联机构的静力学传递性能。

摘要：针对打磨、抛光等重载机器人的应用需求,提出了一种新型冗余驱动2SPR-2RPU并联机构。运用螺旋理论计算了2SPR-2RPU并联机构的自由度,并求解了其运动学逆解与速度雅克比矩阵。全面考虑2SPR-2RPU并联机构自身重力因素,利用拆杆法对该机构进行静力学分析,并建立了其静力学模型。针对机构驱动冗余的特点,运用拉格朗日乘数法,以驱动力最小为目标构造函数,对驱动力进行分配求解,获得2SPR-2RPU并联机构在给定运动轨迹下的驱动力变化趋势。根据速度雅克比矩阵对2SPR-2RPU并联机构的奇异性进行分析,结果表明该机构没有运动学正解奇异和运动学反解奇异,但具有2个运动学混合奇异,且2个混合奇异位形可通过合理设计机构杆件尺寸进行规避。研究结果可为实际工程应用中冗余驱动并联机构的研究提供一定的理论基础。

摘要：环形轨道平台作为核主泵中空法兰螺栓在线运维装置的运行基准,其位姿快速精准调整是保证中空螺栓缺陷高效检测的核心技术。从几何形位、力平衡两个视角分析环形轨道平台的位姿调整需求,基于方位特征集理论,巧妙利用同轴共面U-U构型,综合出新型多模式2R2T冗余并联机构,其可通过变模式实现水平度(平面两轴旋转2R)和同心度(平面运动2T1R)的3R2T位姿调整;分析了2R2T机构运动模式切换机理,以刚化支链运动副及改变支链位姿实现运动模式的切换;以SPS冗余支链实现轨道平台支撑,保证机构调姿时力平衡及力操作。阐述了环形轨道平台位姿有序调整步骤;真空吸盘与支链运动副和末端快速夹具形成了期望柔顺支链模块,实现机构支链快速安装、切换和拆卸。

摘要：针对现有六维加速度传感器结构复杂、量程小等缺点,设计了一种基于冗余并联机构的弱耦合六维加速度传感器,其具有结构简单、精度高、量程大、解耦快等优点。详细介绍了传感器的结构设计和解耦过程,对冗余并联机构、压电陶瓷和弹性球铰链的性能进行了分析。通过Matlab仿真验证了实时测量的可行性及精确性,为六维加速度传感器的设计提供了一种新的思路。

摘要：设计了3种七支链并联机构,并提出了数值迭代与解析方法相结合的正运动学求解思路。引入辅助支链,推导出支链协调方程,再运用数值迭代方法由协调方程反求辅助支链的长度,并研究了数值迭代法初值偏差与迭代效率的关系。在求得辅助支链和实际支链长度的基础上提出一种全解析算法,通过消去高次项得到四组多元一次方程组,由四组多元一次方程组推导出动平台位姿唯一的解析表达式。通过虚拟试验对该半解析算法进行了验证,结果证明此算法具有准确、高效的特点。