6-PSS并联机构构型设计与参数优化

1

作者 王启明 薛牟宇 +2 位作者 高大威 方鸣 葛运 《机械强度》 北大核心 2026年第3期47-59,共13页

【目的】针对6-PSS并联机构构型布置与尺度综合优化缺乏系统性研究的问题,通过多构型对比与算法优化,提升机构的工作空间与灵巧度。【方法】首先,设计了4种不同构型并建立运动学模型;其次,采用区间离散法求解了可达工作空间;再次,以工... 【目的】针对6-PSS并联机构构型布置与尺度综合优化缺乏系统性研究的问题,通过多构型对比与算法优化,提升机构的工作空间与灵巧度。【方法】首先,设计了4种不同构型并建立运动学模型;其次,采用区间离散法求解了可达工作空间;再次,以工作空间为目标函数,分别利用粒子群优化算法和平衡优化器算法进行了尺度综合优化;最后,通过实物样机试验对模型有效性及误差灵敏度进行了验证。【结果】结果表明,平衡优化器算法在收敛速度与全局搜索能力上优于粒子群优化算法,得出最优结构参数组合,显著提升了6-PSS并联机构的综合运动性能,为该类高精度设备的设计提供了支撑。 展开更多

关键词 6-pss并联机构 结构设计 工作空间 误差分析 样机试验

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新型6-PSS并联机器人工作空间分析 被引量：16

2

作者 金振林 王军 高峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第13期1088-1090,共3页

提出一种由 Stewart平台演绎而来的正交 6 - PSS并联机器人新机型 ,介绍其结构布局特点 ,基于位置反解及其结构约束条件 ,绘制其工作空间的轮廓图 ,并定量分析该并联机器人 RPY角和机构尺寸参数对其工作空间大小的影响 ,为该并联机器人... 提出一种由 Stewart平台演绎而来的正交 6 - PSS并联机器人新机型 ,介绍其结构布局特点 ,基于位置反解及其结构约束条件 ,绘制其工作空间的轮廓图 ,并定量分析该并联机器人 RPY角和机构尺寸参数对其工作空间大小的影响 ,为该并联机器人的设计与实用化提供理论依据。 展开更多

关键词 6自由度并联机器人 正交6-pss并联机器人 工作空间

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结构解耦6-PSS并联微操作平台的研究与开发 被引量：5

3

作者 张建军 高峰 +1 位作者 金振林 范顺成 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期1-4,共4页

利用并联微操作机构的构型原理 ,提出了结构解耦 6- PSS并联微操作平台新机构 ,描述了微操作平台的运动学模型、静刚度模型、一体化结构模型、几何误差模型和标定策略 ,研制了微操作平台样机 ,给出了其测试结果。研究表明 ,该并联微操... 利用并联微操作机构的构型原理 ,提出了结构解耦 6- PSS并联微操作平台新机构 ,描述了微操作平台的运动学模型、静刚度模型、一体化结构模型、几何误差模型和标定策略 ,研制了微操作平台样机 ,给出了其测试结果。研究表明 ,该并联微操作平台的结构解耦及一体化结构是成功开发的关键 ,为微操作平台机构构型和结构设计提供了新思路。 展开更多

关键词 结构解耦 6-pss 并联微操作平台 一体化结构

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6-PSS型光学元件精密轴向调节机构 被引量：15

4

作者 郭抗 巩岩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2648-2655,共8页

设计了一种采用6-PSS型并联机构的光学元件精密轴向调节机构,以使光刻物镜中光学元件的调节行程达微米级,调节精度达纳米级。将6-PSS型并联机构中的6个移动副改进为3个,减少了驱动器的使用数量,提高了轴向调节机构的可靠性;设计了一种... 设计了一种采用6-PSS型并联机构的光学元件精密轴向调节机构,以使光刻物镜中光学元件的调节行程达微米级,调节精度达纳米级。将6-PSS型并联机构中的6个移动副改进为3个,减少了驱动器的使用数量,提高了轴向调节机构的可靠性;设计了一种圆角薄柔性铰链结构作为6-PSS型并联机构中的球铰副,实现了轴向调节机构的结构一体化,简化了光机组件的装调过程,提高了机构的机械精度;利用空间矢量法分析了机构输入构件与输出构件之间的位置关系,推导出了机构的传动比表达式,为机构主要结构尺寸的选取提供了依据。轴向调节机构的验证试验结果表明:机构传动比的理论计算值接近于实测值;轴向调节机构的调节行程为74.4μm,调节精度在40nm以内,满足光刻物镜中光学元件轴向调节机构的使用需求。 展开更多

关键词 光刻物镜 光学元件 调节机构 并联机构 一体化结构 6-pss

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新型6-PSS并联机器人的位姿误差分析 被引量：4

5

作者 李研彪 金振林 +1 位作者 王玉明 战丽娜 《机械设计》 CSCD 北大核心 2004年第10期18-20,共3页

在获得 6-PSS并联机构位置反解的基础上 ,考虑杆长、铰链位置、铰链间隙等各类主要误差源对终端误差的影响 ,推导出此新型机构的位姿误差模型 ,且应用蒙特卡洛技术分析了位姿误差的分布规律 ,为这种机器人的理论设计与精度补偿提供了理... 在获得 6-PSS并联机构位置反解的基础上 ,考虑杆长、铰链位置、铰链间隙等各类主要误差源对终端误差的影响 ,推导出此新型机构的位姿误差模型 ,且应用蒙特卡洛技术分析了位姿误差的分布规律 ,为这种机器人的理论设计与精度补偿提供了理论基础。 展开更多

关键词 并联机器人 位姿误差 蒙特卡洛模拟 6-pss 杆长 铰链位置 铰链间隙

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球关节摆角对6-PSS并联机器人工作空间的影响 被引量：2

6

作者 魏明明 傅卫平 +1 位作者 张海山 王雯 《包装工程》 CAS 北大核心 2017年第3期104-108,共5页

目的分析球关节摆角对6-PSS并联机器人工作空间的影响,衡量机器人能否完成预期作业任务。方法利用圆柱坐标快速搜索算法,结合机器人逆解,对6-PSS并联机器人的最大工作空间边界进行搜索,分析球关节最大摆角对机器人工作空间的形状和体积... 目的分析球关节摆角对6-PSS并联机器人工作空间的影响,衡量机器人能否完成预期作业任务。方法利用圆柱坐标快速搜索算法,结合机器人逆解,对6-PSS并联机器人的最大工作空间边界进行搜索,分析球关节最大摆角对机器人工作空间的形状和体积的影响。结果计算结果表明,球关节摆角主要影响机器人可达工作空间在xy平面上的大小。球关节最大摆角在5°~16°,机器人可达工作空间边界的体积呈近似直线增加,在16°~19°增长趋于平缓,在19°之后保持不变。结论在其他参数保持不变的前提下,球关节轴承最大摆角在19°之后不影响6-PSS并联机器人工作的空间大小。 展开更多

关键词 6-pss并联机器人 运动学分析 工作空间 圆柱坐标快速搜索算法 球关节摆角

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一种6-PSS并联机器人动力学模型的建立 被引量：2

7

作者 王洪瑞 马丽 肖金壮 《中国高新技术企业》 2010年第7期19-21,共3页

文章对一种新型的六自由度的并联机器人采用Lagrange法建立其动力学方程,得出了机构驱动力显式解。目前尚无针对此种6-PSS机器人而建立的数学模型,因此建立其数学模型具有重要意义,可为此类机器人动力学模拟、动态分析、动力学优化设计... 文章对一种新型的六自由度的并联机器人采用Lagrange法建立其动力学方程,得出了机构驱动力显式解。目前尚无针对此种6-PSS机器人而建立的数学模型,因此建立其数学模型具有重要意义,可为此类机器人动力学模拟、动态分析、动力学优化设计及控制策略的深入研究奠定基础。 展开更多

关键词 6-pss 动力学 拉格朗日方程 并联机器人 机构动力学模型 雅克比矩阵

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6-PSS并联机构误差标定方法 被引量：3

8

作者 宋晓飞 石万凯 刘开友 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2012年第6期45-49,共5页

以6-PSS并联机构为研究对象,根据误差特点提出了一种应用激光跟踪仪进行误差标定的方法。应用此标定法可以有效标定机构误差源,并且可以有效地将杆长误差跟铰链间隙误差分离开来,得到更准确的杆长误差标定值。用实际算例对所提出方法进... 以6-PSS并联机构为研究对象,根据误差特点提出了一种应用激光跟踪仪进行误差标定的方法。应用此标定法可以有效标定机构误差源,并且可以有效地将杆长误差跟铰链间隙误差分离开来,得到更准确的杆长误差标定值。用实际算例对所提出方法进行了验证。 展开更多

关键词 6-pss并联机构 误差标定 杆长误差 铰链间隙误差

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6-PSS并联机构的研究 被引量：4

9

作者 宣孝英 傅祥志 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1999年第11期82-84,共3页

研究了一种６ 自由度基点可动的并联机构，分析了其结构形式，给出了位置反解，在位置反解的基础上得出其工作空间，分析了其工作空间的特点，并将其作为数控机床的主机构，对该机床加工部分椭球面的过程进行了机构运动仿真．仿真结果... 研究了一种６ 自由度基点可动的并联机构，分析了其结构形式，给出了位置反解，在位置反解的基础上得出其工作空间，分析了其工作空间的特点，并将其作为数控机床的主机构，对该机床加工部分椭球面的过程进行了机构运动仿真．仿真结果表明，这种结构简单的并联机构可实现６ 轴联动，可用于加工形状复杂的空间曲面． 展开更多

关键词 并联机构 工作空间 6-pss并联机构 机器人

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新型基于6-PSS三维平台机构的并联微动机器人 被引量：9

10

作者 金振林 高峰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期566-569,共4页

提出一种新颖的基于 6 - PSS并联三维平台机构的微动机器人并介绍其结构布局特点 ,应用 Jacobian矩阵和力 Jacobian矩阵的子阵 ,分别对其线速度与角速度和力与力矩的各项同性进行了分析计算 ,并建立显式的微位移正解和反解方程 ,为其设... 提出一种新颖的基于 6 - PSS并联三维平台机构的微动机器人并介绍其结构布局特点 ,应用 Jacobian矩阵和力 Jacobian矩阵的子阵 ,分别对其线速度与角速度和力与力矩的各项同性进行了分析计算 ,并建立显式的微位移正解和反解方程 ,为其设计和使用提供理论依据。分析计算结果表明 ,该微动机器人算法与控制简单 ,微位移解耦和速度与力各向同性 ,具有最佳的运动和力传递性能。 展开更多

关键词 微动机器人 并联三维平台结构 并联机构 各项同性

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平面平台型6-PSS并联机构构型选择与参数优化 被引量：10

11

作者 王启明 张汉祖 +2 位作者 蒋江月 宋景 覃俊雄 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期449-458,共10页

针对4种典型平面平台型6-PSS并联机构构型特点,研究了最优构型选择及其参数优化。建立平面平台型6-PSS并联机构的运动学模型,并进行ADAMS仿真验证;绘制不同构型下的平面平台型6-PSS并联机构的可达工作空间图和灵巧度分布图,求解工作空... 针对4种典型平面平台型6-PSS并联机构构型特点,研究了最优构型选择及其参数优化。建立平面平台型6-PSS并联机构的运动学模型,并进行ADAMS仿真验证;绘制不同构型下的平面平台型6-PSS并联机构的可达工作空间图和灵巧度分布图,求解工作空间体积V和全局灵巧度G_(CI),经过对比分析,构型Ⅲ的可达工作空间范围、工作空间体积、灵巧度分布和全局灵巧度等性能指标均最优,确定构型Ⅲ为机构的最优构型;针对构型Ⅲ分析各结构参数对其工作空间和灵巧性的影响规律,结果表明,在一定的结构参数范围内,工作空间体积和全局灵巧度呈正相关;以工作空间体积V为目标函数进行优化,得到了最优结构参数,优化后工作空间体积V和全局灵巧度G_(CI)相比优化前均有明显提高,证明了优化模型的正确性和有效性,并对优化后的机构进行了误差分析,为平面平台型6-PSS并联机构设计提供了依据。 展开更多

关键词 6-pss并联机构 构型选择 工作空间 灵巧性 优化设计

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6-PSS型并联机床的仿真研究 被引量：2

12

作者 魏世民 廖启征 黄靖远 《机械设计与研究》 EI CSCD 2001年第4期51-53,共3页

在对６－ＰＳＳ构型虚拟轴机床进行运动学标定的仿真计算过程中，采用光栅球杆仪对虚拟轴机床的运动姿态进行间接测量，然后通过矩阵重构的方法来解决测量噪声的干扰问题。仿真结果表明，计算出的结果完全可以满足机床在工作空间里的运... 在对６－ＰＳＳ构型虚拟轴机床进行运动学标定的仿真计算过程中，采用光栅球杆仪对虚拟轴机床的运动姿态进行间接测量，然后通过矩阵重构的方法来解决测量噪声的干扰问题。仿真结果表明，计算出的结果完全可以满足机床在工作空间里的运动精度要求。因此采用此方法对虚拟轴机床进行标定是可行的。 展开更多

关键词 光栅球杆仪 间接测量 矩阵重构 虚拟轴机床 标定 仿真 并联机床

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6-PSS型空间多环路机器人机构研究 被引量：2

13

作者 张同庄 刘惠林 李瑞琴 《机器人》 EI CSCD 北大核心 1991年第3期40-42,共3页

本文提出了6-PSS型空间多环路机器人方案并建立了其运动控制方程.该机器人结构紧凑轻巧,刚度大,惯性小.预计会有广泛的应用前景.

关键词 机器人 机构 空间 多环路

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6-PSS并联运动机床位置分析与研究

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作者 陈怀军 张毅 许朋刚 《机械制造》 2009年第10期34-36,共3页

对6-PSS并联运动机床位置的分析,求解出机构位置的正解和反解。利用动平台的几何结构,建立了6-PSS并联运动机床正解的数学模型,同时提出一种用于空间机构位置分析正解的封闭方法一改进方法,简化了分析过程,方便用计算机求解,为以后进行... 对6-PSS并联运动机床位置的分析,求解出机构位置的正解和反解。利用动平台的几何结构,建立了6-PSS并联运动机床正解的数学模型,同时提出一种用于空间机构位置分析正解的封闭方法一改进方法,简化了分析过程,方便用计算机求解,为以后进行机构的其他分析奠定了基础。 展开更多

关键词 6-pss并联运动机床 位置分析 正解 反解 封闭方法-改进方法

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6-PSS并联式空间对接调姿机构的研制

15

作者 谢宗武 侯鹏飞 朱映远 《机械与电子》 2014年第12期54-57,共4页

面向空间对接的需求,成功研制了一种6-PSS并联式调姿机构样机。针对该机构的结构特点,建立了三维模型;经运动学分析得到电机控制脉冲变量,并利用虚拟样机技术和物理样机实验进行了运动仿真;最后提出了工作展望。结果表明,调姿机构的位... 面向空间对接的需求,成功研制了一种6-PSS并联式调姿机构样机。针对该机构的结构特点,建立了三维模型;经运动学分析得到电机控制脉冲变量,并利用虚拟样机技术和物理样机实验进行了运动仿真;最后提出了工作展望。结果表明,调姿机构的位置输出能正确跟踪期望的轨迹,验证了结构设计的合理性和控制的有效性。 展开更多

关键词 6 PSS 空间对接 并联机构 虚拟样机

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新的6-PSS型并联机构正向运动学求解方法 被引量：3

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作者 谢志江 王昆 +2 位作者 皮阳军 吴小勇 郭映位 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1977-1985,共9页

针对6-PSS型并联机构,通过研究其正向运动学,利用各支链铰点在动坐标系、静坐标系和滑块铰点坐标系3种坐标系下的位置关系,推导出6-PSS型并联机构的运动学模型,得到一种简明的运动学正向求解方法。在此基础上,提出了基于多元牛顿法和最... 针对6-PSS型并联机构,通过研究其正向运动学,利用各支链铰点在动坐标系、静坐标系和滑块铰点坐标系3种坐标系下的位置关系,推导出6-PSS型并联机构的运动学模型,得到一种简明的运动学正向求解方法。在此基础上,提出了基于多元牛顿法和最速下降法的组合数值方法,并运用数值分析理论和计算机机器算数思想,最大限度提高收敛速度和减少单步迭代计算量。最后,编制了机构运动学的正向求解程序,进行了数值仿真,结果表明:改进的组合数值方法不仅可以更加快速地收敛到真实解,还能降低对初始估计值的依赖,扩大收敛范围,可以有效应用于该型并联机器人系统。 展开更多

关键词 机械设计 6-pss型并联机构 运动学正解 多元牛顿法 最速下降法 组合数值方法

原文传递

直线电机驱动六自由度并联机器人运动学标定研究

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作者 张鑫璐 刘志华 +2 位作者 蔡晨光 孔明 符磊 《计量学报》 北大核心 2025年第2期213-221,共9页

为了解决并联机器人运动学标定中由于位置和姿态量纲不统一而引起的寻优算法过程中迭代收敛速度慢问题,提出了对误差模型中位移和姿态函数数量级进行统一的方法。首先,以直线电机驱动的6-PSS并联机器人为研究对象,基于闭环矢量方程,通... 为了解决并联机器人运动学标定中由于位置和姿态量纲不统一而引起的寻优算法过程中迭代收敛速度慢问题,提出了对误差模型中位移和姿态函数数量级进行统一的方法。首先,以直线电机驱动的6-PSS并联机器人为研究对象,基于闭环矢量方程,通过降低在误差雅可比矩阵中位移函数和姿态函数的损失函数值构建无量纲化的运动学参数误差模型;其次,采用最小二乘算法辨识动静平台球铰铰链点、杆长、导轨方向向量在内的运动学参数误差,根据辨识结果进一步对控制模型的参数进行修正;最后,进行直线电机驱动的6-PSS并联机器人运动学标定实验,将AICON双目立体视觉装置放置于没有光线突变的室内环境中测量并联机器人末端执行器的实际位置和姿态,并将理论位置和姿态进行对比得到误差,进而对样机进行精度补偿。实验结果表明,经过运动学标定后,样机位置精度提升96.736%,姿态精度提升83.750%,精度补偿有效,验证了误差模型的有效性。 展开更多

关键词 并联机器人 6-pss 误差模型 最小二乘法 运动学标定

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基于几何非线性方法的大行程柔性并联机器人位置解 被引量：5

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作者 孙立宁 董为 杜志江 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期71-74,共4页

提出了一种厘米级行程、微米级精度的柔性6-PSS并联机器人,该机器人的被动关节采用了大行程柔性铰链。首先,提出了大行程柔性铰链的概念并建立了其刚度矩阵;通过组集支链刚度矩阵以及建立适当的协调方程,得到基于刚度矩阵的柔性并联结... 提出了一种厘米级行程、微米级精度的柔性6-PSS并联机器人,该机器人的被动关节采用了大行程柔性铰链。首先,提出了大行程柔性铰链的概念并建立了其刚度矩阵;通过组集支链刚度矩阵以及建立适当的协调方程,得到基于刚度矩阵的柔性并联结构的位置解模型;由于模型中几何非线性问题的存在,在求解位置反解时,采用了修改的拉格朗日列式法;最后,给出了基于增量法解答的位置解算例。 展开更多

关键词 大行程柔性铰链 6-pss并联机器人 刚柔耦合 刚度矩阵 几何非线性

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基于雅克比矩阵求解并联机器人位置正解方法 被引量：18

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作者 米士彬 金振林 《燕山大学学报》 CAS 2011年第5期391-395,共5页

并联机器人位置正解一直是并联机器人研究的难点之一,本文提出了一种基于雅克比矩阵求解并联机器人位置正解的新方法,该方法利用并联机器人的初始位置及雅克比矩阵,能够快速求解并联机器人的位置正解,此法可用于并联机器人的实时控制。... 并联机器人位置正解一直是并联机器人研究的难点之一,本文提出了一种基于雅克比矩阵求解并联机器人位置正解的新方法,该方法利用并联机器人的初始位置及雅克比矩阵,能够快速求解并联机器人的位置正解,此法可用于并联机器人的实时控制。最后以求解6-PSS并联机器人正解为例,验证了该方法的可行性和正确性。 展开更多

关键词 位置正解 雅克比矩阵 6-pss并联机器人 迭代

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眼科显微手术机器人研究现状

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作者 李大寨 孙旭光 +5 位作者 杨洋 胡一达 于永初 谢礼忠 毕树生 宗光华 《机器人技术与应用》 2003年第6期18-20,共3页

近年来,眼外科显微手术机器人受到国内外研究者的关注。本文针对角膜移植手术的过程和特点,重点介绍了角膜移植显微手术机器人的研究状况。对于相关的研究工作,在内容和方法上具有一定的指导意义。

关键词 眼科 显微手术机器人 6-pss空间并联机构 传感器 人机交互 角膜移植

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