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考虑转动副与球面副混合间隙的并联机构动力学分析
1
作者 陈国强 楚子鑫 +2 位作者 康件丽 张登攀 李田 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期110-117,共8页
目的 为了研究多种间隙对并联机构动态特性的影响,以3-PRS并联机构为研究对象,建立含转动副和球面副混合间隙的动力学模型,进行动力学分析。方法 首先,对3-PRS并联机构的位置、速度和加速度进行运动学分析,建立基于“接触-分离”二状态... 目的 为了研究多种间隙对并联机构动态特性的影响,以3-PRS并联机构为研究对象,建立含转动副和球面副混合间隙的动力学模型,进行动力学分析。方法 首先,对3-PRS并联机构的位置、速度和加速度进行运动学分析,建立基于“接触-分离”二状态模型的含间隙转动副运动学模型和含间隙球面副运动学模型;其次,采用Flores接触模型和修正的库仑摩擦模型,建立接触力模型;然后,利用牛顿-欧拉法建立含混合间隙的3-PRS并联机构的动力学模型;最后,通过仿真实验对比分析混合间隙、不同间隙值、不同驱动对并联机构动态特性的影响。结果 结果表明,机构含有混合间隙时与不含间隙的理想状态的运动轨迹整体趋于一致,但是混合间隙使机构在运动时偏离理想位置,速度产生波动,加速度产生较为频繁的突变。对比不同间隙值,当间隙增大时,机构达到稳定运行时间越晚,位置偏移量增大,速度波动更大,机构运行更不稳定。对比不同驱动,当驱动幅值减小时,机构达到稳定运行时间更早,位置、速度曲线更为平滑,机构运行更稳定。结论 研究结果表明,混合间隙对并联机构的速度、加速度等动态特性影响较为严重。该研究可为分析3-PRS并联机构的实际运动情况以及间隙误差控制等提供方法和理论基础。 展开更多
关键词 并联机构 间隙 接触力 动力学 动态特性
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面向包装线的2R1T并联机构的动力学性能分析
2
作者 沙鑫美 徐伟 《包装工程》 北大核心 2026年第1期153-160,共8页
目的为了提升包装生产线印刷和装箱工序的稳定性及控制精度,对应用于包装线的2R1T并联机构的动力学建模及性能展开分析。方法首先以空间2PRU-PRRPa并联机构为研究对象,采用封闭矢量法求解该机构的逆运动学方程,以及输入参数与输出参数... 目的为了提升包装生产线印刷和装箱工序的稳定性及控制精度,对应用于包装线的2R1T并联机构的动力学建模及性能展开分析。方法首先以空间2PRU-PRRPa并联机构为研究对象,采用封闭矢量法求解该机构的逆运动学方程,以及输入参数与输出参数之间的映射关系。其次,基于拉格朗日法,建立该机构的动力学方程,定义关节映射惯性指标和关节空间惯性变化系数指标,以及驱动功率接近系数和能量传递效率性能评价指标,并对机构进行动力学性能分析。最后,采用Simulink和Adams进行动力学联合实例仿真试验,通过算例求解机构的动力学性能评价指标分布。结果并联机构在沿轴向方向旋转固定姿态角时,其截面的中心附近区域内具有良好的惯性特性和加速性能;其驱动功率接近系数λp在理论范围内,能量传递效率E在[0.19,0.31]范围内,其大小与动平台末端的位置有关。结论系统分析了并联机构动力学性能及其末端位置之间的影响规律,为实现不同包装线工序运动轨迹规划、设定对应的任务工作空间,以及实现包装线工序的稳定及精准控制提供了理论参考。 展开更多
关键词 并联机构 动力学 驱动功率 拉格朗日法 性能评价
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基于改进RRT算法的机械臂路径规划
3
作者 李伟达 姜宏 +3 位作者 章翔峰 马奔驰 陈林 张鹏飞 《现代电子技术》 北大核心 2026年第1期157-162,共6页
针对快速扩展随机树(RRT)算法在机械臂路径规划中存在盲目搜索、计算时间长和冗余过程点比较多的问题,文中提出一种改进RRT算法。首先建立了固定采样函数,使得随机树的扩展更具有方向性;其次在自适应步长基础上加入动态目标偏置策略,通... 针对快速扩展随机树(RRT)算法在机械臂路径规划中存在盲目搜索、计算时间长和冗余过程点比较多的问题,文中提出一种改进RRT算法。首先建立了固定采样函数,使得随机树的扩展更具有方向性;其次在自适应步长基础上加入动态目标偏置策略,通过避免对局部区域过度搜索来提高收敛速度;最后利用固定采样点构造两棵随机树进行搜索,解决了算法扩张速度慢、收敛速度慢和盲目性的问题。简单环境下仿真结果表明:改进RRT算法相对于其他三种算法收敛时间分别减少了18.3%、30%、63.5%,路径长度分别缩短了14.1%、3.5%、41.6%;复杂环境下仿真结果表明:改进RRT算法相对于其他三种算法收敛时间分别减少了56.4%、43.3%、67.6%,路径长度分别缩短了16.1%、9.7%、34.2%。证明了改进后的算法在解决收敛速度慢和导向问题上的有效性,同时算法对复杂环境的适应性也更强。 展开更多
关键词 机械臂 路径规划 RRT算法 固定采样点 自适应步长 动态目标偏置
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基于数字孪生技术的并联机器人筒段类部组件装配系统 被引量：4
4
作者 宋轶民 王睿哲 +2 位作者 连宾宾 李祺 孙涛 《机械工程学报》 北大核心 2025年第1期44-59,共16页
面向筒段类部组件的对接装配需求,提出一种转运小车大范围移动、六自由度并联机器人小范围调姿对接的机器人化装配系统,开展数字孪生装配研究。首先,以旋量为数学工具,进行并联机器人的全关节逆解与运动学标定,获取机器人任意位姿下各... 面向筒段类部组件的对接装配需求,提出一种转运小车大范围移动、六自由度并联机器人小范围调姿对接的机器人化装配系统,开展数字孪生装配研究。首先,以旋量为数学工具,进行并联机器人的全关节逆解与运动学标定,获取机器人任意位姿下各个构件的真实相对位姿关系,利用三维模型重建技术构建出与物理空间镜像映射的数字模型。随后,借助双目视觉动态摄影测量仪获取测量点坐标,通过点、线、面等几何特征拟合,建立转运小车、机器人以及筒段的坐标系,完成物理空间的初始特征测量与装配过程的实时反馈,在此基础上,设计数字空间与测量仪、转运小车、机器人控制器的通信,实现“从实到虚”和“以虚控实”。最后,利用数字孪生装配模型开展快速平稳无碰撞的装配轨迹规划,提出停泊点调姿-平移对接的装配工艺流程,并在停泊点处进行装配预测,据此提出对接过程中的实时调整算法。开展筒段特征测量实验,筒段平面、圆柱面、圆心与定位孔的测量精度均较高,满足装配需求;进行筒段位姿实时调整实验,结果表明所提出的算法提高了筒段对接的一次成功率;通过转运、调姿、对接的装配全流程实验,验证了所提出的数字孪生装配技术的有效性。 展开更多
关键词 并联机器人 数字孪生 对接装配 有限瞬时旋量 装配规划
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基于双模式Pa/U运动副的并联机构工作空间分析及其在物料分流中的应用
5
作者 林娣 李瑞琴 +1 位作者 胡微微 安燕霞 《包装工程》 北大核心 2026年第1期143-152,共10页
目的针对高档酒盒、高端礼品盒等产品类型多样、装配过程复杂的流水线,提出一种双模式2-RPU+(Pa/U)PS并联机构,用于车间流水线上不同高度及不同方位主支线上物料的分流和分拣。方法并联机构支链(Pa/U)PS中的双模式Pa/U运动副,通过滑块... 目的针对高档酒盒、高端礼品盒等产品类型多样、装配过程复杂的流水线,提出一种双模式2-RPU+(Pa/U)PS并联机构,用于车间流水线上不同高度及不同方位主支线上物料的分流和分拣。方法并联机构支链(Pa/U)PS中的双模式Pa/U运动副,通过滑块的滑移和嵌套,可实现Pa副与虎克铰2种模式的切换。采用支链分解综合法,基于螺旋理论,对并联机构进行自由度的计算,以确定其可实现的空间位姿功能。基于机构的运动学逆解,对机构进行工作空间分析。结果所提出的双模式2-RPU+(Pa/U)PS并联机构在2种模式下分别具有4个和5个自由度,实例表明并联机构能够适应车间流水线上主支线间400mm的高度差,以及相邻支线间输送方向800mm的偏移量。结论双模式2-RPU+(Pa/U)PS并联机构的2种模式可以根据需求进行切换,模式I可以满足流水线终端成品分拣及装盒需求,模式Ⅱ能适应不同高度及不同方位的主支线上的物料分流需求,极大地降低了人工成本,有效提高了物料的分流和分拣效率。 展开更多
关键词 并联机构 双模式Pa/U运动副 运动学逆解 工作空间 物料分流
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精密微动缩小机构设计与刚度分析 被引量：1
6
作者 杨满芝 王悦 +3 位作者 张晓栋 张传伟 韩飞燕 冯斌 《农业机械学报》 北大核心 2025年第3期531-538,共8页
精密微动缩小机构能够提供较小空间内精密运动位移,可广泛应用于微电子、医疗器械和芯片封装等精密操作领域。本文基于柔性铰链杠杆原理和无附加运动原理设计一种精密微动缩小机构,该机构能够将输入位移按照2∶1精密缩小,且在运动过程... 精密微动缩小机构能够提供较小空间内精密运动位移,可广泛应用于微电子、医疗器械和芯片封装等精密操作领域。本文基于柔性铰链杠杆原理和无附加运动原理设计一种精密微动缩小机构,该机构能够将输入位移按照2∶1精密缩小,且在运动过程中无附加力及位移。通过等效刚度法对所设计的精密微动缩小机构进行刚度分析,计算得到该机构理论刚度为75.72 N/μm;采用有限元法分析得到精密微动缩小机构刚度为74.06 N/μm;采用实验法测得到精密微动缩小机构刚度为68.86 N/μm。理论分析结果与有限元分析结果误差为2.19%,理论分析结果与实验结果误差为9.06%,分析结果验证了等效刚度法分析方法的有效性及精确性。研究结果对精密微动机构设计及刚度分析具有重要的理论参考价值。 展开更多
关键词 微动缩小机构 刚度分析 等效刚度法 杠杆原理
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五自由度混联机构运动学分析与参数优化 被引量：1
7
作者 伞红军 吴兴梅 +2 位作者 陈久朋 杨晓园 张号彬 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期701-712,共12页
结构参数优化对机构性能有重要影响,本文以一种面向复杂曲面加工的五自由度混联机构为研究对象,对其进行运动学分析及结构参数优化。运用数值迭代法和解析法建立机构运动学模型。采用分层搜索法求解可达工作空间并计算由每层最大内切圆... 结构参数优化对机构性能有重要影响,本文以一种面向复杂曲面加工的五自由度混联机构为研究对象,对其进行运动学分析及结构参数优化。运用数值迭代法和解析法建立机构运动学模型。采用分层搜索法求解可达工作空间并计算由每层最大内切圆构成的规则工作空间体积。定义全域性能指标并采用正交试验法分析机构尺寸对性能的影响。通过参考目标距离法建立多目标优化模型,采用遗传算法进行优化设计。仿真结果表明,优化后机构尺寸均有所减小,而全域运动性能指标、全域运动性能波动指标以及全域可操作度性能指标分别提高40%、45%和77%。 展开更多
关键词 混联机构 运动学分析 工作空间 性能指标 参数优化
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双足式轮腿机器人的机构寄生演变研究 被引量：1
8
作者 韦为 巫静 +1 位作者 黄亿 张昊 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第5期26-30,38,共6页
串联式轮腿机器人存在的刚度低和运动精度不高等不足,而空间多连杆混联机器人虽然具有更优异的刚度特点,但是其自由度分析复杂且约束情况判断困难,针对这些问题,受到生物寄生的启发并基于机构宿主-寄生的机理,设计了一款具有1条宿主支链... 串联式轮腿机器人存在的刚度低和运动精度不高等不足,而空间多连杆混联机器人虽然具有更优异的刚度特点,但是其自由度分析复杂且约束情况判断困难,针对这些问题,受到生物寄生的启发并基于机构宿主-寄生的机理,设计了一款具有1条宿主支链和4条寄生支链的双足式宿主-寄生轮腿机器人(HPWL)。以此为基础制作了HPWL机器人实物样机,通过旋量理论分析了机器人的自由度,通过样机的动平台实验验证了其正确性,结合多款寄生机构的子样机,对HPWL机器人的寄生演变过程进行了讨论分析。在寄生演变过程中,寄生支链的增加对机构的自由度产生影响,在一定程度上增大运动灵活性或通过限制某些方向上的运动,从而减少局部自由度。对支链的自由度进行具体分析可实现对闭环机构约束情况的精确掌控。结果表明:宿主-寄生机构的自由度分析方法,可以对HPWL机器人的机构寄生演变过程进行简明高效的分析,研究的结果为空间多连杆混联式双足机器人的设计开发提供了重要的思路和方法。 展开更多
关键词 宿主-寄生机构 宿主-寄生轮腿机器人 双足机器人 寄生演变 自由度
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含转动副润滑间隙的多连杆机构动力学优化设计 被引量：1
9
作者 陈修龙 王爱郭 王景庆 《中国机械工程》 北大核心 2025年第1期87-95,共9页
为改善含运动副润滑间隙多连杆机构的动力学特性,以二自由度七连杆机构为研究对象,建立转动副润滑间隙模型,采用拉格朗日乘子法推导出含润滑间隙机构的动力学方程,并通过试验验证了动力学方程的正确性。为优化变量,建立含润滑间隙机构... 为改善含运动副润滑间隙多连杆机构的动力学特性,以二自由度七连杆机构为研究对象,建立转动副润滑间隙模型,采用拉格朗日乘子法推导出含润滑间隙机构的动力学方程,并通过试验验证了动力学方程的正确性。为优化变量,建立含润滑间隙机构动力学优化模型并利用遗传算法求解。结果表明动力学优化使滑块的加速度降低25%,转动副间隙A、B处的运动副元素之间的作用力分别减小14.8%、18.2%,有效提高了含转动副润滑间隙机构的动力学特性。 展开更多
关键词 优化设计 动力学特性 润滑间隙 多连杆机构
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基于改进双目ORB-SLAM3的特征匹配算法 被引量：1
10
作者 伞红军 冯金祥 +2 位作者 陈久朋 彭真 赵龙云 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期625-634,共10页
针对传统ORB算法在双目特征匹配阶段误匹配率高而导致无法满足高精度定位要求的问题,提出了一种基于改进双目ORB-SLAM3的特征匹配算法。在特征点匹配阶段引入最近邻匹配算法(FLANN),通过设定比率阈值筛选出更为精确的匹配对,在双目ORB-S... 针对传统ORB算法在双目特征匹配阶段误匹配率高而导致无法满足高精度定位要求的问题,提出了一种基于改进双目ORB-SLAM3的特征匹配算法。在特征点匹配阶段引入最近邻匹配算法(FLANN),通过设定比率阈值筛选出更为精确的匹配对,在双目ORB-SLAM3立体匹配中引入自适应加权SAD-Census算法,通过考虑像素之间的几何距离,重新计算SAD值并与Census算法相融合来提高特征匹配稳定性和精度,同时加入自适应的SAD窗口滑动范围进一步扩大搜索距离,进而筛选出正确的匹配来提高系统精度。在EuRoC数据集和真实室内场景中进行实验,结果表明与改进前ORB-SLAM3算法相比,在数据集下改进算法定位精度提高23.32%,真实环境中提高近50%,从而验证了改进算法可行性和有效性。 展开更多
关键词 改进双目ORB-SLAM3 特征匹配 最近邻匹配算法 自适应加权SAD-Census算法
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6-UPS并联机床性能分析及优化 被引量：1
11
作者 蒲志新 林靖皓 +1 位作者 郭建伟 白杨溪 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第1期123-127,共5页
6-UPS并联机床是Stewart平台与数控机床相结合的产物,通过改进的G-K公式分析6-UPS并联机床的自由度;根据闭环矢量解析法求得其运动学反解,基于速度雅可比矩阵对其定位精度进行分析,并通过粒子群算法对6-UPS并联机床的结构尺寸参数进行优... 6-UPS并联机床是Stewart平台与数控机床相结合的产物,通过改进的G-K公式分析6-UPS并联机床的自由度;根据闭环矢量解析法求得其运动学反解,基于速度雅可比矩阵对其定位精度进行分析,并通过粒子群算法对6-UPS并联机床的结构尺寸参数进行优化,通过优化其全域定位精度性能得到较大的提升;最后根据优化后结构尺寸参数进行建模,通过ANSYS软件对6-UPS并联机床进行静力学仿真分析,为后续进行结构优化和虚拟样机搭建提供了设计依据。 展开更多
关键词 并联机床 运动学 定位精度 静力学
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并联机构多重拓扑降耦的优化原理与一般方法
12
作者 李菊 郭跃 +2 位作者 沈惠平 孟庆梅 顾晓阳 《中国机械工程》 北大核心 2025年第8期1700-1712,共13页
现有的并联机构型综合方法都仅以基本功能(DOF、POC)为设计目标,综合出的并联机构的耦合度一般较高(k≥2),致使其运动学正解求解及其后续研究(运动学、动平衡及动力学分析等)较复杂,影响了并联机构在制造业中的应用。提出了以降低机构... 现有的并联机构型综合方法都仅以基本功能(DOF、POC)为设计目标,综合出的并联机构的耦合度一般较高(k≥2),致使其运动学正解求解及其后续研究(运动学、动平衡及动力学分析等)较复杂,影响了并联机构在制造业中的应用。提出了以降低机构耦合度为目标的并联机构多重拓扑降耦优化原理与方法。首先以6-DOF三平移三转动6-6R无约束并联机构(耦合度k=4)为例,详细阐述并联机构多重拓扑降耦优化方法及其应用,并依次逐渐优化得到耦合度k=3,2,1,0的6-DOF 3T3R无约束并联机构;然后阐述了典型6-DOF Stewart-Gough平台并联机构的多重拓扑降耦优化过程,并得到相应的拓扑优化构型,便于进行这些机构的运动学/动力学建模与性能求解与分析。研究结果为其他多回路复杂并联机构的拓扑降耦优化提供了启示和方向。 展开更多
关键词 并联机构 拓扑 耦合度 降耦优化
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具有多驱动模式的末端铰接三平动并联机构动力学建模与性能分析
13
作者 梁栋 石浩昊 +2 位作者 畅博彦 崔满军 张珺鹏 《农业机械学报》 北大核心 2025年第10期758-769,801,共13页
面向高端制造领域机器人作业环境复杂化及任务多样性需求,研究了一种具有多驱动模式的末端铰接并联机构设计、运动学/动力学建模及性能。基于已有构型,通过构造多种辅助结构,提出一类可实现8种驱动模式的三平动并联机构,并进行概念设计... 面向高端制造领域机器人作业环境复杂化及任务多样性需求,研究了一种具有多驱动模式的末端铰接并联机构设计、运动学/动力学建模及性能。基于已有构型,通过构造多种辅助结构,提出一类可实现8种驱动模式的三平动并联机构,并进行概念设计。在全关节位置分析基础上,构建多驱动模式下的雅可比矩阵及速度、加速度映射模型,并运用虚功率原理建立多驱动模式下完备的系统动力学模型与其规范式。借助虚拟样机技术,开发Simscape多体物理仿真模型,实施多驱动模式下逆动力学仿真,多体仿真与数值计算对比结果表明,力矩最大误差不超过0.03 N·m,充分验证了多驱动模式下系统动力学模型的正确性。最后,基于操作空间系统动力学模型,评估机器人在不同驱动模式下的局域动态性能,进一步揭示多驱动模式的有效性和先进性。研究结果为该类新型机器人设计、建模、优化及未来实际应用奠定理论基础。 展开更多
关键词 多驱动模式并联机构 动力学建模 多体仿真试验 性能分析
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基于粒子滤波的Stewart平台正运动学求解
14
作者 刘小平 曾海 +3 位作者 张立杰 姜雪 陈泽宁 陈夏非 《光学精密工程》 北大核心 2025年第23期3691-3701,共11页
Stewart平台的运动位姿估计对高精度控制至关重要,但其正运动学问题由于位姿变量与驱动杆长之间的强耦合关系、求解方程的高度非线性以及奇异位形的存在而难以求解,并且传统算法也常面临收敛性差与精度不稳定等挑战。为提高Stewart平台... Stewart平台的运动位姿估计对高精度控制至关重要,但其正运动学问题由于位姿变量与驱动杆长之间的强耦合关系、求解方程的高度非线性以及奇异位形的存在而难以求解,并且传统算法也常面临收敛性差与精度不稳定等挑战。为提高Stewart平台正运动学的求解稳定性与精度,提出一种基于粒子滤波(Particle Filter,PF)的Stewart平台正运动学求解方法。该方法通过构建融合位姿与杆长参数的状态空间模型,利用粒子滤波实现对系统状态的概率推断,有效处理奇异区域附近的估计问题。MATLAB仿真结果表明,所提出算法相较于传统方法的平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)降低85.35%~99.43%,均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)降低86.98%~99.79%。该算法在复杂工况下保持准确的正运动学求解,适应性与稳定性良好,收敛性能优越,具备较高的工程应用价值。 展开更多
关键词 并联机构 STEWART平台 正运动学 粒子滤波 强耦合系统 非线性系统
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组合式弱耦合并联机构综合方法研究
15
作者 李仕华 徐宏宇 +2 位作者 王森 高雪原 韩雪艳 《机械工程学报》 北大核心 2025年第17期41-49,共9页
为了综合得到具有弱耦合特性的3T3R并联机构,提出一种弱耦合并联机构综合新方法。首先,根据机构的弱耦合特性,构造功率矩阵,并推导得到空间自由度驱动力对平面运动不做功的弱耦合条件;其次,根据支链使动螺旋与驱动螺旋和非驱动螺旋的关... 为了综合得到具有弱耦合特性的3T3R并联机构,提出一种弱耦合并联机构综合新方法。首先,根据机构的弱耦合特性,构造功率矩阵,并推导得到空间自由度驱动力对平面运动不做功的弱耦合条件;其次,根据支链使动螺旋与驱动螺旋和非驱动螺旋的关系,得到各支链的运动副组成,并对平面和空间子并联机构分别进行综合;进一步,对所综合的子机构各支链进行改进,添加对输出运动不产生影响的运动副,使各支链能够满足最终期望的自由度要求;最后将平面子机构与空间子机构进行嵌套组合,并进行合理的支链布置,完成六自由度弱耦合并联机构型综合,得到若干种新型六自由度弱耦合并联机构。提出的综合方法可应用于其他自由度弱耦合并联机构型综合,丰富了机构构型综合理论。 展开更多
关键词 弱耦合并联机构 构型综合 综合方法 螺旋理论 新型6自由度并联机构
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考虑多运动副间隙的多臂机综框运动特性分析
16
作者 于鸿彬 刘洋 +1 位作者 常东辉 董蕴琨 《机械设计》 北大核心 2025年第9期26-33,共8页
为了提高旋转式多臂机的运动可靠性,分析了运动副间隙对多臂机综框运动精度的影响,并基于提综机构的工作原理,以提综机构中的四连杆机构为研究对象,引入二状态间隙接触模型,建立了考虑多运动副间隙的多臂机运动传递机构的数学模型,同时... 为了提高旋转式多臂机的运动可靠性,分析了运动副间隙对多臂机综框运动精度的影响,并基于提综机构的工作原理,以提综机构中的四连杆机构为研究对象,引入二状态间隙接触模型,建立了考虑多运动副间隙的多臂机运动传递机构的数学模型,同时建立了多臂机提综机构虚拟样机,并对其进行运动仿真。分析了不同间隙位置、间隙大小、机构转速、间隙数量及多间隙下不同间隙大小对多臂机综框运动特性的影响,并与理想状态下的机构进行对比。研究结果表明:在高速运转状态下,含有多运动副间隙的机构所受影响较为显著,当机构存在多处间隙时,为保证机构的运动精度和稳定性,应尽量减小其间隙尺寸大小。该研究结果为后续对含多间隙旋转式多臂机提综机构的运动精度分析提供理论参考。 展开更多
关键词 多臂机 运动副间隙 综框 ADAMS仿真 运动特性
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改进鸡群算法的机器人双空间轨迹规划研究
17
作者 陈文庆 胡永斌 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第12期310-314,共5页
在执行复杂任务时机器人的关节限位等运动学特性会导致其在笛卡尔空间中进行的空间轨迹规划不精确,影响机器人双空间轨迹规划效果。为此,提出一种改进鸡群算法的机器人双空间轨迹规划研究。首先在笛卡尔空间基于四元数的Slerp姿态插补... 在执行复杂任务时机器人的关节限位等运动学特性会导致其在笛卡尔空间中进行的空间轨迹规划不精确,影响机器人双空间轨迹规划效果。为此,提出一种改进鸡群算法的机器人双空间轨迹规划研究。首先在笛卡尔空间基于四元数的Slerp姿态插补规划方法完成机器人空间轨迹规划;然后将机器人的空间轨迹映射到关节空间,并使用非均匀B样条曲线来规划机器人关节空间的轨迹;最后通过改进鸡群算法求解该目标函数,完成机器人关节轨迹规划。实验结果表明,应用所提方法,与期望值相比,其末端执行器运动轨迹误差小于0.01m规划角度误差小于0.01°,角加速度误差小于0.02m/s^(2),证明所提方法机器人双空间轨迹规划效果更好,具有更大的应用价值。 展开更多
关键词 笛卡尔空间 空间轨迹 机器人 关节轨迹 改进鸡群算法
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管道内部智能喷涂机器人设计及试验分析
18
作者 刘斌 李玮 +3 位作者 谭振华 李取云 王钧 郭志伟 《机械设计》 北大核心 2025年第3期95-104,共10页
在管道的安装环节采用焊接等工艺连接管道时会导致焊缝处原有防锈、防腐涂料脱落,为了防止焊缝处会发生锈蚀、腐蚀等问题致使管道破损,需要对管道进行二次涂料喷涂;针对在大型管道喷涂中多采用人工喷涂,但小口径管道人员无法进入及喷涂... 在管道的安装环节采用焊接等工艺连接管道时会导致焊缝处原有防锈、防腐涂料脱落,为了防止焊缝处会发生锈蚀、腐蚀等问题致使管道破损,需要对管道进行二次涂料喷涂;针对在大型管道喷涂中多采用人工喷涂,但小口径管道人员无法进入及喷涂环境对操作人员产生健康隐患等问题,文中基于图像处理、机电液一体化控制技术设计了一款适用于管径300~600 mm的管道内部智能喷涂机器人解决上述问题。首先,对该机器人的总体结构进行模块化设计,分别从行进运动模块、喷涂模块及风干模块等方面进行设计;其次,对其机械结构进行动态特性分析,确定所设计管道内部喷涂机器人结构的合理性;最后,通过样机喷涂试验验证其可行性。试验结果表明:样机行进稳定,喷涂层均匀,可实现快速风干等功能,总体达到了设计要求,解决了小口径管道焊接工艺导致的内部防锈、防腐等难题,对管道连接应用提供了技术支持,提高了管道使用寿命和运输安全性。 展开更多
关键词 机器人 管道喷涂 设计 试验分析 智能
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电主轴气浮间隙调节机构误差分析及刚柔耦合仿真
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作者 袁峰 乔瑀 +3 位作者 石明辉 雷群 张翰乾 陈江义 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第12期155-162,共8页
针对电主轴气浮间隙固定、无法适应不同转速和工况的问题,设计了一种用于调节电主轴气浮间隙的精密调节机构。通过理论计算分析了机构固有位置误差和装置误差,利用Ansys有限元软件和Adams动力学软件进行刚柔耦合仿真,研究该结构运动过... 针对电主轴气浮间隙固定、无法适应不同转速和工况的问题,设计了一种用于调节电主轴气浮间隙的精密调节机构。通过理论计算分析了机构固有位置误差和装置误差,利用Ansys有限元软件和Adams动力学软件进行刚柔耦合仿真,研究该结构运动过程中柔性件的应力和变形情况,通过仿真数据分析变形对间隙调节产生的误差以及加速度对其稳定性的影响,验证仿真模型的准确性。结果表明:误差主要来源为柔性结构的变形;运动过程中产生的微量变形,会影响机构运动的精确性与平稳性;实验数据与仿真数据的拟合效果良好。 展开更多
关键词 刚柔耦合 电主轴 气浮间隙 误差
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空间并联多稳态机构的设计与分析
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作者 李保坤 李琳 +1 位作者 赵伟 陶珍钰 《工程设计学报》 北大核心 2025年第2期191-198,共8页
空间并联多稳态机构(spatial parallel multi-stable mechanism,SPMM)指在外力作用下能切换为不同稳定平衡状态的机构,是传统空间刚性并联机构与柔顺机构的结合,更稳定并能节约能量。采用刚体置换方法创新设计了具有8种稳态位形的六自由... 空间并联多稳态机构(spatial parallel multi-stable mechanism,SPMM)指在外力作用下能切换为不同稳定平衡状态的机构,是传统空间刚性并联机构与柔顺机构的结合,更稳定并能节约能量。采用刚体置换方法创新设计了具有8种稳态位形的六自由度3-PSPS SPMM,通过移动3个分支能实现机构8种稳态位形之间的切换。首先,分析了SPMM结构,对机构进行静力学分析,建立了能量-运动学微分方程来确定机构稳态,并采用MATLAB软件得到了机构运动过程的能量图;其次,利用基于Lagrange-Dirichlet原理的能量法,确定了机构的8种稳态位形,分析了运动过程中稳态位形之间的切换路径;最后,采用3D打印的SPMM模型,进行了实验验证。所研究的SPMM能实现稳态位形可控,能广泛应用于运动平台和缓冲机构的设计中。 展开更多
关键词 柔顺机构 空间并联多稳态机构 稳态 能量-运动学微分方程方程
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