摘要：Delta并联机器人具有速度快、结构简单、承载力强等优点,在钵苗移栽、产品分拣与包装中应用广泛。针对目前Delta并联机器人各结构参数对运动学性能的影响及系统性结构参数优化设计缺乏完整理论体系的问题,本文分析可达工作空间雅可比矩阵条件数分布规律、结构参数约束关系、运动学性能随结构参数的变化规律及相关性,获得条件数分布特性和失真约束条件,在此基础上得出动静平台半径差和主动臂长度增加和从动杆长度减小能够使得机构性能较优。给定设计工作空间,对原结构进行参数优化设计,通过建立包络惩罚函数,采用多元非线性拟合与线性加权组合法得到运动学性能评价函数,结合条件数分布特性和失真约束条件建立优化模型,利用遗传算法进行优化。相较于优化前,优化后可达工作空间体积减小14.26%,设计工作空间的全局条件数均值和全局条件数标准差分别减小31.20%和11.78%,且设计工作空间各截面条件数分布规律验证了条件数分布特性的可靠性。

摘要：中国脑卒中患者数量的巨幅增长且后遗症对患者生活质量带来严重影响,尤其手功能丧失最为突出,给社会经济带来巨大负担。因此,研发了人-机-环境高度融合的并联腕康复机器人,借助定制的直线推杆,具备良好的穿戴舒适性、承载性和高运动精度,能够适应腕关节运动轴线错位。基于腕关节生理体征、康复训练需求、运动学特征和可穿戴性,进行并联腕康复机构的构型综合,优选出2-SPU/RR并联构型,研制结构紧凑、运动精确及高支撑刚度的并联腕康复机器人样机。建立该康复机构的运动学模型,进行可操作度、灵巧性、刚度分析和运动学性能评价。分析结果表明:该并联机构能够满足康复运动的自由度需求,且运动平滑无突变,在康复运动范围内,不存在奇异位形,且具有良好的可操作性、灵巧性和各向同性。

摘要：为对比分析TriMule和Exechon机器人机构的运动学性能,利用旋量理论建立二者并联机构的量纲一雅可比矩阵,提出适用于此类机构的切向和法向运动传递特性,据此构造出两种机构的局部和全局运动学性能评价指标。在给定参考位形下,推导出两种机构切向运动传递特性同性条件的解析表达。在此基础上,研究两种机构在参考位形下和任务工作空间全域内切向和法向运动传递特性随关键设计角度的变化规律,以及局部与全局运动传递特性间的关联关系,得到两种机构具有相似的运动学性能且局部与全局运动传递特性呈线性相关的结论。

摘要：分析含冗余驱动支链4-UPS&UP并联机构的运动学性能,该并联机构由著名的Tricept机器人并联模块3-UPS&UP机构增加一条无约束驱动支链所得。因冗余驱动支链的引入,该并联机构比3-UPS&UP机构拥有更高的承载能力和更好的静、动态性能。在建立4-UPS&UP机构的位置逆解模型和7×6广义雅可比矩阵的基础上,得到驱动关节速度到动平台参考点线速度的4×3量纲一雅可比矩阵,并据该矩阵的条件数提出局部运动学性能评价指标。最后,在同尺度下对4-UPS&UP和3-UPS&UP并联机构的运动学性能进行了对比分析,得到前者运动学性能优于后者的结论。

摘要：起停式曲柄飞剪 ,设计思路新颖 ,是目前较先进的飞剪机之一。针对起停式曲柄飞剪剪切机构的运动学模型 ,采用MATLAB程序设计语言将其程序化 ,得出了飞剪剪刃运动轨迹和剪刃速度变化曲线 ,对于了解飞剪剪切过程、定量分析剪切机构的工作性能和设计同类飞剪具有参考价值。

摘要：为了研究双横臂悬架和麦弗逊悬架的运动规律,并对两种悬架的运动学性能进行对比分析,以多体动力学分析软件ADAMS为试验工具,分别建立两种悬架的动力学分析模型,通过运动仿真分析获取两种悬架的运动规律,研究其运动学性能,从而为越野赛车设计时提供前悬架选型的参考。

摘要：针对并联机构的性能分析多集中于工作空间,而针对关节空间的研究较少这一问题,以5R并联机构为研究对象,对其在无奇异工作空间和关节空间中的性能进行了分析。首先,建立了机构的运动学方程,得到了装配模式、工作模式的定义;然后,利用一种无量纲化的参数模型,将机构运动学参数的无限设计空间转化为一个有限的平面设计区域,得到了机构不同尺寸参数下的工作空间和关节空间的分布;之后,绘制了机构设计空间中奇异轨迹的分布,得到了机构的无奇异工作空间,以无奇异工作空间面积最大化为指标,对机构的尺寸参数进行了优化设计;最后,在最大无奇异工作空间和关节空间中,对机构进行了性能分析,得到了机构的最大内切矩形、可操作度与奇异边界距离性能指标分布图。研究结果表明:机构在工作空间内具有较好的运动学性能,基于可操作度对机构进行轨迹规划,平均可操作度可提高17%;并联机构的优化设计需综合考虑奇异边界距离和可操作度性能指标,确保机构在远离奇异位形的同时,保持较高的运动灵活性。

摘要：研究了一种新型非对称并联机构的结构特点,详细阐述了并联机构的创新概念及设计思想。在运动学模型基础上,计算了位置正解、逆解和速度。以雅可比矩阵条件数为指标,将该机构与SKM400机构进行了运动学分析对比。该机构具有良好的工业应用前景。

摘要：六足机器人整机构型设计和整机运动学模型是机器人样机研制和行为控制的基础。利用GF集理论阐明了六足机器人整机构型设计的实质即为解决机械腿在机身平台上的布局问题,并基于仿生学原理给出了5种整机构型。介绍了一种三自由度并联驱动腿部机构,并利用闭环矢量链及求导的方法建立了基于该腿部机构的六足机器人整机运动学模型。本文给出了六足机器人整机运动学理论及仿真算例,推导出了速度、加速度的理论值及仿真值的拟合图。拟合结果表明:角速度、角加速度的理论值与仿真值的最大误差量级分别为10^(-2)(°)/s和10^(-3)(°)/s^2,验证了理论模型的正确性。基于该理论模型,绘制了不同构型下该并联驱动腿的六足机器人的工作空间分布图,选择了工作空间较大的两种整机构型,并对这两种构型下的六足机器人的运动学性能进行对比分析,选择了一种能够更好发挥该腿部机构综合运动能力的整机构型。本文的研究为该六足机器人的后续研究奠定了理论基础。所使用的整机运动学建模方法对其他六足机器人也实用。

摘要：对于足下垂和马蹄足内/外翻患者,均需对踝关节进行大量、重复性的康复训练,踝康复机器人是弥补人工康复训练不足、降低医师工作强度的关键设备。将踝关节的解剖结构及运动特性考虑在内,提出并研制2-UPS/RRR型并联踝康复机器人样机,可保证人-机转动中心近似重合。同时,搭建了作用力/矩信息采集平台,实现踝关节的被动、主动及人机交互训练,提高了机器人、患者及医师之间的交互能力。建立了踝康复机器人的运动学模型,通过求解其位置逆解,得到了机器人的理论工作空间。借助机器人样机的3转动自由度,精确地测量得到踝关节全域范围内的生理运动范围。通过机器人样机的全范围自主运动,记录并获得装置的有效工作空间,机器人有效工作空间小于理论工作空间,有效工作空间的测量具有较大的实际意义。进一步,对比分析机器人样机的有效工作空间和踝关节生理运动范围可知,两者在踝全域运动范围内的吻合度可达95%,较好地保障了踝关节康复所需要的运动空间。基于并联踝康复机器人的量纲一速度雅可比矩阵,对机器人的可操作度、灵巧性等运动学性能进行了分析,结果表明踝康复机器人在工作空间内不存在奇异位形且具有良好的运动学性能。