并联机构方位特征集的符号推导方法     

廖明  刘安心  沈惠平  杭鲁滨  方虎生  杨廷力 《农业机械学报》2016,47(3):395-404

并联机构的方位特征集与其拓扑结构特征存在密切联系,方位特征集的程序化推导方法对于机构拓扑结构分析与设计具有重要意义。系统论述了拓扑结构多项式、方位关系组及方位特征集等基本概念,采用拓扑结构多项式表达并联机构的支路及运动副排列结构,通过方位关系组描述运动副轴线之间的方位关系。基于并联机构动平台的运动输出特性,提出了运动特征空间的概念,根据运动特征空间的相关性建立了2种消元规则,即串联消元规则和并联消元规则。这两种消元规则在拓扑结构多项式与方位关系组之间建立了一种"商"运算关系,并可进行迭代消元,其运算结果即为方位特征集。利用并联机构的字符串描述形式,对部分并联机构的方位特征集进行了基于符号的推导分析,其结果验证了所提出消元规则的有效性。研究成果为面向计算机辅助的并联机构拓扑结构特征分析及类型综合提供了必要的理论与方法基础。  相似文献   

基于方位特征方程的2T2R并联机构拓扑综合与分类     

孙驰宇  沈惠平  袁军堂  杨廷力 《农业机械学报》2018,49(11):409-418

基于方位特征(POC)集方程的并联机构型综合方法,给出了可实现两平移两转动(2T2R)并联机构(parallel mechanism,PM)的型综合过程和方法,包括基于拓扑等效替代的复杂支路综合方法、支路几何装配条件的判定方法及驱动副的判定方法等,得到了15种2T2R构型,其中10种为新构型;并且,对这些构型按支路结构和动平台数目进行分类,对它们进行拓扑特征分析,得到其所包含的AKC(Assure运动链)(包括独立回路数、耦合度数)、自由度类型和运动解耦性。本文综合出的构型结构较为简单,易于装配,具有一定的实用价值。  相似文献   

2RRUR—2RSS并联机构结构特性与运动学分析     

朱小蓉  宋月月  孙晨  沈惠平  杨廷力 《农业机械学报》2016,47(12):408-415

基于方位特征集设计理论和方法,设计了一种全由转动副组成的、动平台能实现空间三平移一转动的无过约束并联机器人机构,对其进行了拓扑结构特性分析;导出了机构位置逆解方程和雅可比矩阵,通过算例和Pro/E的仿真结果,验证了模型的正确性;并进一步对该并联机构作业空间的几何性质、转动灵活性及奇异轨迹进行了分析。分析表明,该机构具有几何形状规则的作业空间及较好的运动灵活性,但在工作空间内具有发生位形奇异的可能,因此,在运动过程中应当避开特殊运动位置以避免奇异位形的发生。  相似文献   

全解耦并联机构的运动学与工作空间分析   总被引：1，自引：1，他引：0  

沈惠平  马履中  朱小蓉  杨廷力 《农业机械学报》2005,36(11):124-127

研究了一种改进型全解耦-平移两转动并联机构,导出了其运动学的正逆解解析式,并用Visual C＋＋6.0编程计算求得数值解,通过Surfacer软件得到并分析了位置工作空间形状及大小;与原机构在运动学正逆解数、解耦性与位置工作空间形状及大小、驱动等方面进行了比较,证实改进型机构比原机构具有更大、更健壮的位置工作空间且不易产生奇异位置.可使该类机型应用范围更广.  相似文献   

Tricept机器人机构位置正解的序单开链法     

冯志友  王志国  张策  杨廷力 《农业机械学报》2008,39(12):174-177

基于序单开链单元提出了Tricept机构位置正解的一种方法。该方法依据机构的拓扑结构特征,分析过程简明,可求出全部实数解,建立了与机构拓扑结构相统一的机构位置分析数学模型,且得到维数最少恰等于机构耦合度的位置正解方程。通过二维搜索得到其位置正解的全部8组实数解,且计算效率较高。  相似文献   

基于有限位置法的冲压机构摆动力完全平衡设计     

沈惠平  聂亚彪  李菊  杨廷力 《农业机械学报》2021,52(4):384-391，426

基于有限位置法对一种具有两个末端执行器的零耦合度平面高速冲压机构进行摆动力完全平衡设计。通过拓扑分析将该机构划分成3个子运动链(SKC)，根据树系统划分原则分别确定了各子运动链中连枝构件以及树枝构件的个数；对机构进行位置分析，依次求解各子运动链的质量矩，得到机构总质量矩与各个构件角位置之间的关系；通过求取机构在5个不同位置上的总质量矩建立线性方程，求解得到机构摆动力完全平衡时各树枝构件的平衡配重参数m*i和p*i；分析了配重参数m*i、p*i对平衡后总质心轨迹波动及总惯性力的影响。结果表明，改变配重质量参数m*i对最终平衡效果影响较大，取m*i为0.002kg时，机构总质心轨迹波动和总惯性力在x、y轴方向上分量比平衡前分别下降了44.44%、59.78%和72.94%、5.40%，验证了摆动力完全平衡条件的有效性。  相似文献   

新型三平移并联机器人机构动力分析与动态仿真   总被引：26，自引：4，他引：26  

马履中  尹小琴  杨廷力 《农业机械学报》2002,33(2):80-83

分析了一种新型3{R∥R∥C}型三平移并联机器人机构的动力学特性，并在ADAMS上建立仿真运动模型，获得了有关运动学及动力学特性曲线，为该类机器人在农业及农产品加工中应用提供了理论依据。  相似文献   

面向计算机辅助分析的并联机构符号描述方法     

廖明  刘安心  沈惠平  杭鲁滨  杨成松  杨廷力 《农业机械学报》2015,46(7):310-317

并联机构拓扑信息的符号描述方法对于计算机辅助机构拓扑结构分析和机构型综合等研究具有重要意义。基于并联机构的SOC组成原理,遵循机构学领域符号表达习惯,提出了具有代数运算功能的并联机构符号描述系统,将并联机构拓扑结构表示为一种符号多项式,其中每一项代表一条支路;分析了运动副方位关系的传递性,提出了方位关系组的概念,给出了运动副方位关系的符号描述方法。在此基础上给出了POC集的符号推导方法,将支路的POC集表示为所含运动副POC集的加法运算,将整个并联机构的POC集表示为各支路POC集的乘法运算。该符号描述系统在一定程度上具有符号语言的代数特征,便于进行并联机构拓扑不变量的自动分析,为计算机辅助并联机构型综合提供了理论基础和有效工具。  相似文献   

具有符号式正解的降耦冲压机构动力学建模与分析     

沈惠平  黄凯伟  邓嘉鸣  尤晶晶  杨廷力 《农业机械学报》2021,52(3):401-409

提出并设计一种具有符号式正向运动学、含3个子运动链(SKC)的单输入两滑块输出平面冲压机构。运用拓扑结构降耦方法,优化设计一种零耦合度单输入两滑块输出平面冲压机构,对其进行拓扑结构分析,得到机构耦合度为零(κ=0),从而得到正向位置、速度及加速度的符号解;采用基于Newton-Euler原理的序单开链法,建立了该机构的逆向动力学模型,并求解出机构构件的动态支反力和驱动力矩;对比分析了该方法和Lagrange法在动力学建模精度方面的误差,结果表明,基于Newton-Euler原理的序单开链法具有较高的建模精度。本研究为基于Newton-Euler原理的序单开链法在含多个SKC机构上的推广应用,以及该平面冲压机构的机械结构强度设计与动力学性能优化提供了理论依据。  相似文献   

基于POC方法的少自由度无过约束并联机构构型综合     

朱小蓉  宋月月  沈惠平  姚欣  孙晨  杨廷力 《农业机械学报》2016,47(8):370-377

根据基于方位特征集和序单开链单元的并联机构拓扑结构设计理论,提出了一种基于基本回路过约束特性的无过约束并联机构设计方法。首先,分析动平台方位特征集、支链方位特征集以及基本回路独立位移方程数三者之间的关系,确定了少自由度无过约束并联机构构型的存在条件,给出了无过约束并联机构构型综合的方法和步骤。然后,按照支链类型及其对动平台提供的约束不同,将无过约束并联机构构型分为3类,表明通过不同类型的支链组合可得到不同性能的无过约束并联机构新构型。最后,通过典型实例总结无过约束并联构型的支链组成及其装配规律。  相似文献