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含约束支链的冗余驱动并联机构动力学性能优化 被引量：12
1
作者 刘晓飞 唐艳华 +2 位作者 刘鑫 李祺 赵永生 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期378-385,403,共9页
全驱动并联机构可以通过增加约束支链或关节实现机构驱动冗余。为了研究约束支链与关节对冗余驱动并联机构动力学性能的优化问题,分析对比了冗余驱动并联机构6PUS+UPU与非冗余驱动并联机构6PUS机构的动力学特性,研究了约束支链对冗余驱... 全驱动并联机构可以通过增加约束支链或关节实现机构驱动冗余。为了研究约束支链与关节对冗余驱动并联机构动力学性能的优化问题,分析对比了冗余驱动并联机构6PUS+UPU与非冗余驱动并联机构6PUS机构的动力学特性,研究了约束支链对冗余驱动并联机构动力学性能的优化机理。基于虚功原理建立了6PUS机构和6PUS+UPU机构的动力学模型,提出具有明确物理意义的冗余驱动并联机构动力学性能指标,分析了约束分支对机构动力学性能的影响,并结合数值算例对两种机构动力学性能进行了对比分析。结果显示,支链约束提高了机构动力学性能,而支链质量会降低机构动力学性能。 展开更多
关键词 并联机构 驱动冗余 约束支链 动力学性能
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基于3-UPS/RRR的并联踝关节康复机构及其性能分析 被引量：9
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作者 李剑锋 徐成辉 +3 位作者 陶春静 季润 李世才 张兆晶 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期1794-1807,共14页
基于踝关节的生理解剖结构和运动特性分析,提出了一种适用于踝关节康复的3自由度3-UPS/RRR并联机构.该机构采用三个主动支链倾斜布置避开了机构的奇异位形,能满足踝关节康复运动需要,同时约束支链和动平台的设计使机构的转动中心与患者... 基于踝关节的生理解剖结构和运动特性分析,提出了一种适用于踝关节康复的3自由度3-UPS/RRR并联机构.该机构采用三个主动支链倾斜布置避开了机构的奇异位形,能满足踝关节康复运动需要,同时约束支链和动平台的设计使机构的转动中心与患者的踝关节转动中心重合.应用解析法得到了机构的位置反解,建立了速度雅可比矩阵和静力雅可比矩阵,求解了机构的工作空间.基于雅可比矩阵,仿真分析了机构的运动学性能和静力学性能.结果表明在规定的工作空间内机构具有良好的可操作性、运动灵活性、刚度特性和力矩传递性能.最后运用牛顿–欧拉法建立了机构的逆动力学方程,得到了驱动力、约束力与运动参数的关系,并给出了仿真实例. 展开更多
关键词 踝关节康复 并联机构 约束支链 力矩传递性能 牛顿-欧拉法
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无奇异3UPS+1RPU新型并联机构 被引量：8
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作者 彭铁柱 李凌丰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2056-2062,共7页
为消除并联机构奇异性,研究一种约束支链法构成的新型并联机构.通过在3个UPS支链基础上添加1个RPU约束支链构成一种2转动2移动4自由度并联机构,采用矢量法和虚功原理对机构的运动学、静力学进行分析,得到机构的位置逆解、完整雅可比矩... 为消除并联机构奇异性,研究一种约束支链法构成的新型并联机构.通过在3个UPS支链基础上添加1个RPU约束支链构成一种2转动2移动4自由度并联机构,采用矢量法和虚功原理对机构的运动学、静力学进行分析,得到机构的位置逆解、完整雅可比矩阵及静力映射矩阵;利用矩阵原理对雅可比矩阵进行分析,雅可比矩阵的秩反映了机构的奇异情况,推得约束支链对机构产生奇异性的影响结果.提出3UPS+1RPU并联机构消除机构奇异性的条件,进一步推广得到此条件同样适用于由约束支链法构成的其他非对称并联机构.结果表明,该研究方法为并联机构的奇异性消除提供了一种新途径. 展开更多
关键词 并联机构 约束支链 机构奇异性 矢量法 雅可比矩阵
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可重构性和解耦性轮腿式机械腿构型综合方法
4
作者 潘武星 李瑞琴 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2658-2666,共9页
基于螺旋理论和可重构机构运动分岔原理,综合出一组完全解耦的可重构轮腿式混联机械腿构型。根据机械腿轮、腿模式自由度需求,分析了机械腿轮腿变换机理,进而综合和筛选出5种主运动支链。基于轮腿变换机理,提出约束支链布局原理和方案,... 基于螺旋理论和可重构机构运动分岔原理,综合出一组完全解耦的可重构轮腿式混联机械腿构型。根据机械腿轮、腿模式自由度需求,分析了机械腿轮腿变换机理,进而综合和筛选出5种主运动支链。基于轮腿变换机理,提出约束支链布局原理和方案,基于螺旋理论构造约束支链,根据主运动支链及约束支链几何条件,进行运动副轴线变换及运动副分解、组合,最终得到134种约束支链。基于并联机构运动解耦概念,导出驱动副选取条件,确定各约束支链上的驱动副位置。通过实例验证机械腿的可重构性和解耦性。研究结果表明:综合出的机械腿基于约束奇异实现轮腿模式切换,减少了构态变换所需的时间消耗,使模式切换更加高效;由于结构约束的存在,轮式运动时,无需锁死与腿模式运动相关的关节,减少了能量消耗及驱动控制难度。 展开更多
关键词 轮腿式机械腿 构型综合 约束支链 可重构性 解耦性
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基于虚功原理的4PUS-1RPU并联机构动力学分析 被引量：7
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作者 宋小科 杨晓钧 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2012年第6期25-30,共6页
针对含中央约束支链的4PUS-1RPU并联机构,推导了机构内各构件的速度、加速度和系统输出速度、加速度间的运动学传递关系,求解了机构各条支链的雅克比矩阵,运用虚功原理建立了4PUS-1RPU并联机构的动力学模型。运用MATLAB编写了该模型的... 针对含中央约束支链的4PUS-1RPU并联机构,推导了机构内各构件的速度、加速度和系统输出速度、加速度间的运动学传递关系,求解了机构各条支链的雅克比矩阵,运用虚功原理建立了4PUS-1RPU并联机构的动力学模型。运用MATLAB编写了该模型的仿真程序,进行了逆动力学仿真,为该机构动力学特性的深入分析和控制策略的研究提供了参考。 展开更多
关键词 并联机构 中央约束支链 动力学模型 虚功原理
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3自由度恰约束支链并联机构的静刚度分析 被引量：5
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作者 谢志江 董阿彬 +2 位作者 邢淑霞 姚猛 孙琦 《机械设计》 CSCD 北大核心 2018年第8期42-47,共6页
3自由度恰约束支链并联机构主要由动平台、静平台、3条无约束UPS主动支链和中间恰约束PU支链组成。采用螺旋理论求得驱动子雅克比矩阵和约束子雅克比矩阵,最终得到完整雅克比矩阵。通过虚功原理建立3自由度恰约束支链并联机构静刚度解... 3自由度恰约束支链并联机构主要由动平台、静平台、3条无约束UPS主动支链和中间恰约束PU支链组成。采用螺旋理论求得驱动子雅克比矩阵和约束子雅克比矩阵,最终得到完整雅克比矩阵。通过虚功原理建立3自由度恰约束支链并联机构静刚度解析模型,采用刚度矩阵法通过MATLAB运动算例仿真得到整个工作空间范围内静刚度分布规律。结果表明:中间恰约束支链PU对全局刚度影响明显。 展开更多
关键词 恰约束支链 螺旋理论 完整雅克比矩阵 刚度矩阵法
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