摘要：正解计算是3-prs并联机构设计与评价的重要工作之一,由于求解3-prs并联机构的解析表达式十分困难,所以通常求其数值解。针对正解迭代求解时可能由于初始值设置不当引起的求解失败或遗漏真实解的问题,提出了运用蒙特卡洛方法设置迭代初始值。通过大量的随机抽样得到所有可能的解,并且归并这些解,然后绘制3-prs并联机构的位姿简图,以此来直观判断解的合理性,最后应用算例验证了该方法的有效性及可行性。结果表明:充分利用蒙特卡洛方法的随机性,可以找到所有的解;绘制的3-prs并联机构位姿简图形象直观,方便对真实解进行判别。

摘要：针对3-prs并联机构在工作中受力变形且传递关系复杂的问题,提出利用有限元分析方法来研究变形的分布特征。根据逆向运动学原理得到动平台处于不同位姿下的机构参数,利用三维建模软件建立3-prs并联机构在不同位姿状态下的实体模型,运用有限元分析软件对模型进行静力学与模态分析。通过静力学分析,得到并联机构的等效变形与应力分布;通过模态分析,得到并联机构的固有频率与振型,分析了并联机构的固有频率与振型对机构在工作状态中的影响。研究结果为3-prs并联机构的相关试验与动力学分析计算及结构的优化设计提供了参考依据。

摘要：把Isight软件运用到3-prs并联机构的多目标参数优化中,分析并建立3-prs并联机构的工作空间、灵巧度、刚度和承载能力的指标。采用蒙特卡洛方法对多目标指标函数进行编程求解,以Isight软件为平台,集成Matlab软件,构建多目标优化基本流程,用Isight软件中封装的NSGA-Ⅱ方法对3-prs并联机构的五个目标函数进行优化。得到分布性良好的Pareto解集及Pareto前沿,目标指标得以分析,并得出参数与目标之间变化规律。可根据优化信息,在Pareto解集中选取适合实际工况的最优解,最后给出优化算例。

摘要：3-prs并联机构可以实现一平两转运动,但在非独立的自由度上,伴随运动也随之产生。为了分析3-prs并联机构的伴随运动,得到伴随运动与运动参数及结构参数的关系,建立了3-prs并联机构的运动学数学模型,利用仿真软件Matlab得到了在非独立自由度上的伴随运动。结果表明,伴随运动随着运动参数的增大而变大,随结构参数的增大而变大,这为3-prs并联机构的优化设计和误差分析提供了理论依据和数据支撑。

摘要：为了研究执行器故障对3-prs并联机器人运动影响及其关节力或力矩的变化情况,采用几何法与达朗贝尔原理法分析3-prs并联机器人在执行器卡死状态下各关节内力的变化。首先,运用几何法建立3-prs并联机器人的正向运动学模型,推导了运动构件的位置、速度和加速度运动方程;然后,基于达朗贝尔原理研究了执行器卡死故障状态下的3-prs并联机器人运动构件的受力情况,建立3-prs并联机器人的驱动力与运动构件内力间的数学表达式;最后,通过实例仿真分析,得到3-prs并联机器人的驱动力与关节内力的变化曲线图。结果表明,在3-prs并联机器人发生执行器卡死故障时,3条运动支链无法协调运动,在机器人球铰达到极限转角时关节内力和驱动力将发生突变,造成并联机构的破坏,从而影响正常运行。该研究为执行器故障下的并联机器人关节内力分析提供了一种可行的方法,也为并联机器人的冗余设计与可靠性分析奠定理论基础。