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TriMule机器人并联机构运动学分析与仿真: 2024年; 针对并联机构运动学模型求解困难的问题,以TriMule并联机构为研究对象对其正向运动学与逆向运动学进行了分析与仿真,并通过样机平台的加工工艺参数评价了运动学算法的正确性与稳定性。根据TriMule机器人机构特点,基于矢量法与连杆长度差迭代法建立机器人并联机构的运动学逆解及正解模型,推导机器人驱动支链长度与动定平台位姿关系;在机器人运动空间中选取样本位姿,应用MATLAB对所建立TriMule机器人并联机构运动学模型进行仿真验证,结果表明运动学模型求解算法正确稳定。最后搭建TriMule机器人搅拌摩擦焊实验平台验证运动学算法控制稳定性。; 江小辉孙翼飞郭维诚侯春杰; 关键词：运动学正解运动学逆解仿真验证

基于螺旋理论的3自由度并联机构运动学分析: 2024年; 【目的】满足汽车表面加工与车漆喷涂的任务需求,利用机器人进行协同甚至自主完成加工、美化工作,提高工作效率。【方法】设计了一款具备多自由度的汽车车身制造与喷漆机器人,采用3-RPS并联机构作为执行部件支撑件,针对机器人的结构设计特点,主要对机器人末端3-RPS并联机构支撑部分的机构构型和整体运动采用螺旋理论进行分析,利用闭环支链建立机构运动学模型。【结果】利用MATLAB和Admas View软件分别完成了运动学方程求解和运动学仿真,两者结果误差在3%以内。【结论】仿真值与分析值的误差较小,在可忽略范围内,所建立的设计机构运动学方程有效可行,可以利用此结果进行进一步的机器人运动控制设计与相关研究。; 叶秋夏宁明宋代平; 关键词：并联机构运动学模型

果园垄面生草避障刈割机构运动学设计与试验被引量：1: 2024年; 针对起垄栽培果园垄面生草刈割困难的问题,设计一种垄面生草避障刈割机构。通过运动学仿真分析,以压力角和加速度为主要优化指标,对各连杆长度进行了优化,确定了气动液压杆的选型,并对避障刈割机构以及关键运动节点的运动参数进行了分析。结果表明:避障刈割机构避障时轨迹为外圆弧,整个过程中最大角速度为22.5°/s,最大加速度为45°/s^(2),在x轴的最大避障位移为550mm,在-y轴最大避障位移为-250mm。田间试验结果表明:作业割茬高度平均值为63.36mm,平均割茬稳定系数为90.30%(大于90%),平均漏割率为2.18%(小于3%),果树避障通过率为100%,满足垄面株间避障割草的园艺要求。; 要志国杨欣姜尊豪王鹏飞; 关键词：果园运动学分析

新型桩架多级变幅机构运动学分析: 2024年; 为了改善桩架的受力情况,提出了一种新型桩架多级变幅机构。该机构能有效减小前液压缸的弯矩,提高桩架在作业时的稳定性。首先,建立了空间坐标系,分析了该机构空间位置的正解和反解,继而推导出速度雅可比矩阵和加速度海森矩阵,得到了该机构的运动学模型;其次,根据变幅条件设定了机构参数和液压缸位移函数后,采用MATLAB软件分析了机构的运动特性,确定了液压缸收缩动作的衔接方式,并进一步分析了机构参数对变幅运动的影响;最后,将机构变幅运动的ADAMS仿真结果与理论分析结果进行对比。结果表明:所构建的多级变幅机构的运动学模型正确;机构可以平稳地将立柱从水平变幅至竖直,变幅过程中滑块始终上移,变幅后连杆与前液压缸垂直;在前液压缸减速收缩的同时进行后液压缸加速收缩有利于变幅平稳。研究结果可为新型桩架多级变幅机构的动力学分析和优化设计提供参考。; 邓华成康辉梅朱振新唐溪林; 关键词：桩架变幅机构运动学分析参数设计仿真

三移一转并联机构运动学分析: 2024年; 为满足钢铁搬运行业的应用需求,提出了一种新型三移一转并联机构。该机构的每条分支包含驱动支链RPR和执行支链RPaPaR,其执行支链中的平行四边形铰链Pa具有封闭环结构特性,使机构有较大的刚度。借助螺旋理论分析了该并联机构的自由度。采用机构杆件之间的几何条件以及坐标变换求出机构的位置逆解,得到驱动杆件与动平台位姿的关系。根据钢铁搬运任务需求,使用五次多项式计算出动平台分段驱动函数,在仿真软件ADAMS中实现机构末端由初始到目标位置的轨迹规划,并由驱动杆的仿真数据与计算数据一致,验证了机构位置逆解数学模型的正确性。利用PID控制器搭建机构的位置控制模型,实现动平台的实际位置与理论位置轨迹的一致性。使用CAD变量几何法得到了机构的可达位置工作空间,并对其进行了分析,得出工作空间分布特点。; 陈会元王蕊张明泽武海军张金柱; 关键词：并联机构运动学分析仿真位置控制

3-PRC并联机构运动学分析及结构参数优化: 2024年; 根据3-PRC并联机构的结构特点,分析了并联机构的运动学逆解,通过牛顿迭代法得到并联机构的运动学正解。使用SolidWorks、MATLAB和Adams软件对并联机构进行三维建模和运动学仿真,并验证了并联机构运动学正反解的正确性。为了限制整体结构尺寸并获得较大的工作空间,对相关结构参数进行了优化,最终通过三维搜索法得到机构的工作空间。; 杨双楠于通许章彬; 关键词：并联机构运动学结构优化

一种含中心驱动五自由度并联机构运动学分析: 2024年; 设计了一种含中心驱动五自由度并联机构,分析了该机构的自由度和结构特点。利用矢量法建立了含中心驱动五自由度并联机构中各驱动分支和动平台运动之间的映射关系,利用中心驱动分支中的约束力/约束矩,推导了该并联机构的Jacobean矩阵和Hessian矩阵。建立了含中心驱动五自由度并联机构的运动学模型。利用先进CAD软件验证了并联机构运动学模型的正确性。分析了含中心驱动五自由度并联机构定姿态工作空间,为该类并联机构的应用奠定了理论基础。; 张灿果宋占锋倪笑宇耿明超; 关键词：并联机构运动学

低耦合PRPaR/2CRR并联机构运动学分析与性能优化: 2024年; 针对3CRR并联机构性能上的不足,通过增加平行四边形机构的支链改进机构,根据拓扑结构综合方法综合出一批空间三平移并联机构,优选得到一种具有空间三平移PRPaR/2CRR并联机构。首先,基于方位特征集理论对机构的自由度、耦合度等特性展开分析,利用杆长限制约束建立非线性运动学方程组,推导出位置逆解表达式,对位置正、逆解进行算例验证,并对主动副的驱动角位移算例进行了分析;进一步,计算速度雅可比矩阵,研究奇异性并得出位置奇位异形产生的条件,并采用图形法分析了机构的工作空间与灵巧度、可操作度分布情况;然后,建立工作空间体积与全局灵巧度、全局可操作度的综合性能多目标优化模型,利用NSGA-Ⅱ算法得到Pareto最优尺度参数解。结果表明,PRPaR/2CRR并联机构工作空间边界光滑、呈半轮胎形状,局部存在空洞情况的特点;PRPaR/2CRR并联机构和3CRR并联机构相比,工作空间V和全局灵巧度GCI、可操作度μ等性能更好。得到的Pareto曲面能够对实际的机构的灵巧性能以及驱动输入控制起到指导作用,具有较好的工业应用前景。; 张莉朱磊徐冬; 关键词：并联机构运动学

基于粒子-人工蜂群算法的3RPUP_(c)-UPS并联机构运动学正解研究: 2024年; 针对3RPUP_(c)-UPS并联机构运动学正解求解困难的问题,对新型3RPUPc-UPS并联机构的运动学特性进行了研究,并构建出位置正解求解模型,进而提出了一种基于粒子-人工蜂群算法(P-ABC)的并联机构运动学求解方法。首先,根据机构的拓扑特性,计算得到了方位特征集、自由度和耦合度;然后,根据机构的几何特征,基于姿态变换矩阵和动平台投影方程,建立了机构的运动学逆解方程,并对比了MATLAB和SOLIDWORKDS的仿真结果,验证了逆解分析的正确性;最后,将运动学逆解方程转化为最小化求解问题,构建出了适合优化算法的运动学正解模型,并利用MATLAB的软件交互界面(GUI)功能,开发出用于计算并联机构运动学正解的软件,分别基于粒子群算法(PSO)、人工蜂群算法(ABC)和P-ABC算法,对该并联机构的运动学正解进行了计算。研究结果表明:P-ABC算法单次求解时间在0.5 s内,求解误差级别为10-20,相对于ABC算法,运行时间缩短了50.02%;而相对于POS算法,其求解精度提高了10个数量级。P-ABC算法能够用于求解该并联机构运动学正解,具有计算速度快、精度高的特点,可以为研究并联机构运动学正解提供新方法。; 常振振张彦斌张双宋黎明李耀光; 关键词：机构学并联机构

具有变泊松运动特性的剪叉式折展机构运动学分析被引量：1: 2024年; 为提高折展机构的折展率和支撑性能,提出了一种具有变泊松运动特性的剪叉式折展机构并对其进行运动学分析。首先,提出了一种单闭环厚板支撑单元并将其应用于三明治结构,利用ANSYS Workbench软件分析不同形状夹芯层对三明治结构支撑刚度的影响,发现采用厚板支撑单元的三明治结构具有更好的支撑效果和更小的质量,且可通过改变结构设计参数来实现正负泊松比的切换。然后,根据泊松比的定义,设计了一种具有变泊松运动特性的正n边形剪叉式折展机构;基于螺旋理论,通过绘制闭环折展机构的旋量约束拓扑图分析得到其自由度为1,将折展机构分为3种模块并阐述了模块化纵向扩展的原理和过程。最后,建立了m层正n边形剪叉式折展机构的运动学模型并搭建了正四边形剪叉式折展支撑结构实物样机,进一步验证了机构的变泊松运动特性,这可为后续的研究提供理论基础。; 畅博彦闫圣杰梁栋梁栋韩芳孝; 关键词：运动学分析

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