位形
- 面向吊裝路徑規(guī)劃的履帶起重機運動學建模方法*
帶起重機的若干步位形點,并判斷該動作是否可行,進而根據(jù)自身的動作信息做出相應的規(guī)劃。然而,作為進行吊裝路徑規(guī)劃的基礎,起重機建模并沒有得到系統(tǒng)的研究。事實上,對于移動式起重機(如汽車起重機、履帶起重機等),在外形、運動特點上與移動式機械臂有許多相似之處,即均有一個可移動的平臺和一個可搬運物體的臂架系統(tǒng),因此,移動式起重機可以看作是一種特殊的移動式機械臂機器人。而移動式機械臂目前已經(jīng)得到了廣泛而深入的研究,包括移動機械臂的建模、路徑規(guī)劃、運動控制等方面,均已
機電工程 2023年2期2023-03-11
- 面向吊裝路徑規(guī)劃的履帶起重機運動學建模方法*
帶起重機的若干步位形點,并判斷該動作是否可行,進而根據(jù)自身的動作信息做出相應的規(guī)劃。然而,作為進行吊裝路徑規(guī)劃的基礎,起重機建模并沒有得到系統(tǒng)的研究。事實上,對于移動式起重機(如汽車起重機、履帶起重機等),在外形、運動特點上與移動式機械臂有許多相似之處,即均有一個可移動的平臺和一個可搬運物體的臂架系統(tǒng),因此,移動式起重機可以看作是一種特殊的移動式機械臂機器人。而移動式機械臂目前已經(jīng)得到了廣泛而深入的研究,包括移動機械臂的建模、路徑規(guī)劃、運動控制等方面,均已
機電工程 2023年2期2023-03-11
- 軸向力作用下過屈曲Timoshenko梁與Euler-Bernoulli梁的自由振動特性對比
簡支梁屈曲非平凡位形解析解考慮屈曲失穩(wěn)引起的屈曲非平凡位形，由于其與時間坐標無關，忽略方程式(1)中的時間項，得到靜態(tài)控制方程(6)兩端簡支邊界條件為(7)通過式(6)和式(7)，得到Timoshenko梁屈曲非平凡位形解析解(8)同理可以得到Euler-Bernoulli梁的屈曲非平凡位形解析解(9)式中，k為任意非零整數(shù)，在此將k取為1，研究第一階屈曲非平凡位形。兩種梁模型的第一階屈曲非平凡位形對比圖，如圖2所示。由于屈曲非平凡位形關于零平衡位形軸對稱
振動與沖擊 2022年24期2023-01-03
- 針對動態(tài)障礙物的7R機械臂實時避障方法
迭代,對當前關節(jié)位形下的所有相鄰位形全部進行勢能計算以篩選最優(yōu)解[15],這2種方法都會隨著機械臂自由度的增多導致計算量急劇增大,已無法滿足在動態(tài)障礙物環(huán)境下的實時需求.因此,針對當前廣泛采用的七自由度冗余機械臂,以及無末端軌跡約束的條件下,本文通過分析冗余機械臂的結構特點,提出了具有高實時性的避障算法,并通過仿真驗證了算法的有效性.1 避障策略1.1 避障基本思路目前,在有障礙物環(huán)境下的機器人的規(guī)劃控制策略有很多種,如通過不同手段以求解運動軌跡的A*、R
北京工業(yè)大學學報 2022年11期2022-11-08
- 桌面型607 機械臂工作空間及奇異位形分析
問題[1]。奇異位形是除了正常工作位形外的一種特殊位形，機械臂發(fā)生的奇異位形主要分為邊界奇異位形與內部奇異位形2 種[2]，它對于機械臂完成基本操作和特定任務起著重要影響。當機械臂發(fā)生奇異位形時，會對機構運動產(chǎn)生不利影響，如自由度變少而導致機械手無法實現(xiàn)某些特定運動，靈活性變差致使機構鎖死等問題。當然，奇異位形也有益處，比如利用極限位置制作一些自鎖機構等。因此，不管是從有利還是不利角度來說，對機械臂的奇異性問題展開研究都是非常必要的。許多學者針對機械臂奇異
農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程 2022年9期2022-11-01
- 雙臂并聯(lián)機器人運動學正逆解及其奇異位形存在性預測
常工作，稱為奇異位形。本文將針對一種工業(yè)機器人—雙臂并聯(lián)機器人，對其運動學正逆解和奇異位形預測展開研究。對機器人正逆解和奇異性問題的研究旨在實現(xiàn)對機器人精確有效的控制。Gosselin等人提出將并聯(lián)機器人的奇異類型劃分成3種，并利用雅克比矩陣的行列式分別進行判定，利用該方法對5種并聯(lián)機器人奇異位形進行分析，并從速度的輸入和輸出的角度給出相應的物理意義。Shao等人采用映射法，以六階方程的形式給出了三自由度空間并聯(lián)機械手的正逆解，并基于幾何約束條件對該并聯(lián)機
智能計算機與應用 2022年9期2022-09-28
- 一種平面二自由度并聯(lián)機構工作空間分析
在運動中出現(xiàn)奇異位形。反解方程式(5)可變形為(6)對上式求導，可進一步獲得:(7)其中:從而可以獲得運動雅可比矩陣:(8)在并聯(lián)機構中，奇異位形出現(xiàn)在當det()=0、det()=0或det()和det()同時為0的情況下。以下針對各種奇異位形的出現(xiàn)條件進行具體分析。(1)det()=0由矩陣的表達式可以得到出現(xiàn)這種奇異位形的條件(1-+)(2--)=0(9)故當1-+=0或2--=0時機構處于該奇異位形狀態(tài)。由機構的對稱性可知，1-+=0等價于2--=
機床與液壓 2022年5期2022-09-19
- 中間支撐剛度對雙跨梁屈曲穩(wěn)定性的影響
，管道的直線平衡位形會失穩(wěn)發(fā)生分岔現(xiàn)象[14-15]。在屈曲狀態(tài)下，管道會變?yōu)楸举|非線性，并且會產(chǎn)生雙穩(wěn)態(tài)勢阱間跳躍的劇烈振動[16-17]。而這種流速改變結構本征特性的現(xiàn)象已經(jīng)被美國航空航天局NASA實驗驗證[18]。工程中，除了流速會引起管道屈曲，管道上存在的壓力也會改變結構本征特性。例如環(huán)境溫度升高造成管道熱膨脹而產(chǎn)生軸向壓力，安裝操作中施加的旋緊壓力以及管道尺寸偏差帶來的壓力等，這些壓力都可能導致管道產(chǎn)生屈曲，因此對于管道的壓力不容忽視。以上研究都
振動與沖擊 2022年11期2022-06-17
- 巨型鋼框架上部懸掛下部支承結構施工新技術仿真分析
建筑,若按照設計位形對構件進行加工制作,或者以設計位形作為構件安裝的初始位形,則由于施工過程構件產(chǎn)生的變形,結構的成型位形與設計位形存在一定偏差,會導致建筑造型不滿足美學要求,甚至導致建筑無法正常使用。因此,在結構施工前,須對鋼結構設置變形預調值,來補償結構在施工過程中發(fā)生的變形,使結構的成型位形與設計位形相差不大。鋼結構變形預調值包括構件的加工預調值和安裝預調值。構件的加工預調值為構件的加工長度與設計長度的差值,用來補償施工過程中構件的軸向壓縮或拉伸所產(chǎn)
合肥工業(yè)大學學報（自然科學版） 2022年4期2022-05-06
- 具有多模式球面4R機構結構參數(shù)研究
學分析機構的奇異位形運動特性。④基于幾何圖像方法。根據(jù)連桿輸出點的空間位置，通過幾何圖像法對多模式機構模式進行分析[9-10]。通過幾何圖像分析時，需要先確定機構結構參數(shù)，目前多使用該方法在分析具有多種移動運動模式機構所具有的運動模式。然而，機構空間運動較移動運動更為復雜，并且機構結構參數(shù)變換時，不容易使用該方法全面研究結構參數(shù)對機構運動模式的影響。⑤基于位移流形理論方法。位移流形理論在對機構運動模式分析時的能力較為有限[11-12]，主要是通過機構不同位
農(nóng)業(yè)機械學報 2022年3期2022-04-07
- 具有固定轉動軸線和變轉動軸線3T1R并聯(lián)機構構型綜合
4R機構處于折疊位形時，機構具有平面4R機構運動模式，從而設計了具有直線移動和球面滾動兩種模式的移動機器人。在航天領域，具有多種運動模式的并聯(lián)機構也可用來設計可展結構[3]，從而適應航天運載工具的狹小空間限制。具有多模式的并聯(lián)機構可設計具有可重構性重型抓取機械手[4]。文獻[5]使用平面變胞機構，設計了可根據(jù)炮筒姿態(tài)調節(jié)的自適應彈藥輸填裝置。文獻[6]利用3-RPS并聯(lián)機構的兩種運動模式，對其結構參數(shù)進行優(yōu)化使其用于腳踝關節(jié)的康復設備。高性能的3T1R[7
農(nóng)業(yè)機械學報 2022年2期2022-03-14
- 中國環(huán)流器2 號A 托卡馬克彈丸注入放電中空電流與反磁剪切位形*
度剖面與反磁剪切位形是改進堆芯約束和形成內部輸運壘的關鍵條件之一.在中國環(huán)流器2 號A(HL-2A)彈丸注入實驗中,成功地實現(xiàn)了維持時間約為100 ms的中空電流放電.伴隨著中空電流剖面的形成,同時形成了反磁剪切位形.由于歐姆加熱功率不太高,且沒有外部輔助加熱,只能在穩(wěn)定的中空電流放電階段看到內部輸運壘形成的趨勢.在彈丸注入后,電子熱擴散系數(shù)顯著降低,說明彈丸深度注入改善了能量約束.等離子體性能的增強:一方面是由于彈丸注入造成中心高度峰化的電子密度剖面;另
物理學報 2021年18期2021-10-08
- 六自由度機械臂運動學旋量逆解及簡化算法*
標系{S}的初始位形為gST(0)時，繞某軸螺旋運動的剛體，{T}相對于{S}的位姿可以表示為gST(θ)：(4)1.2 機械臂正運動學建模圖1和圖2分別為六自由度機械臂的三維模型圖和結構示意圖，其6個關節(jié)均為旋轉關節(jié)，前3關節(jié)和5、6關節(jié)軸線分別交于一點，第1和第2關節(jié)、第2和第3關節(jié)、第5和第6關節(jié)始終垂直，第4和第5關節(jié)異面垂直。圖1 三維模型圖圖2 機械臂結構示意圖選取初始位形如圖2所示，此時第1與第3關節(jié)垂直。在此初始位形下末端工具坐標系{T}在
組合機床與自動化加工技術 2021年9期2021-09-28
- 小批量多品種工況下噴涂機器人位姿優(yōu)化模型實驗與仿真
器人避免經(jīng)過奇異位形，關節(jié)運動不超過設定范圍，且運動性能最優(yōu)的狀態(tài)下實現(xiàn)連續(xù)噴涂作業(yè)已經(jīng)很成熟。伴隨著小批量多品種的噴涂生產(chǎn)需求不斷涌現(xiàn)，由于事先無法進行試噴實驗，人工試湊法已不能勝任這種生產(chǎn)需求。如何根據(jù)工件模型，實時計算機器人和工件之間的最優(yōu)站位關系，使機器人避免經(jīng)過奇異位形，關節(jié)運動不超過設定范圍，且在運動性能最優(yōu)的狀態(tài)下完成連續(xù)全面噴涂作業(yè)，是解決當前小批量多品種實現(xiàn)智能化噴涂的關鍵。本文首先從機器人運動學位形出發(fā)，根據(jù)機器人在某一位形下運動具有連
科技創(chuàng)新與應用 2021年24期2021-09-08
- 位形概念對“理論力學”課程的重要性
? ?要：剛體位形是“理論力學”課程知識體系的基礎概念，運動方程是在此基礎上引出的關鍵問題。傳統(tǒng)教材學生求解微分方程，僅限于求解速度、加速度等瞬態(tài)量，學生沒有位形概念，不利于其后續(xù)課程的學習。為改變這一現(xiàn)狀，文章提出教學應圍繞位形概念和運動方程展開，在運動學、動力學甚至靜力學部分均應聯(lián)系位形概念，并增加求解運動方程的內容，注重知識的系統(tǒng)性和相關性，從而提高教學效果。關鍵詞：位形;運動方程;理論力學中圖分類號：G642 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ?
黑龍江教育·高校研究與評估 2021年7期2021-08-23
- 基于螺旋理論的管道蠕動并聯(lián)機構的奇異性研究
620）機構奇異位形通常指機構失穩(wěn)、其運動學及動力學性能發(fā)生瞬時突變或傳遞運動及動力的能力失常時機構的位形［1］。多年來許多學者對機構奇異進行了大量研究，其中典型的研究方法有Gosselin等［2］提出的基于機構輸入輸出速度的分析法、Kumar［3］提出的基于對偶螺旋的概念法、Ma 等［4］提出的機構特征法和Collins 等［5］提出的代數(shù)法。另外，針對不同類型的并聯(lián)機構，Joshi等［6］討論了少自由度并聯(lián)機構的雅可比矩陣，并分析了3-RPS 和3-U
工程設計學報 2021年3期2021-07-13
- 2022世界杯主場館結構精度控制措施和可調節(jié)點設計*
力提供，受壓環(huán)的位形對成型狀態(tài)的索力有重要的影響[2]。同時，鋼結構支撐體系外立面通常會包覆幕墻結構，起到建筑外圍護結構或裝飾性結構的作用。鋼結構支撐體系以及附著在鋼結構上的幕墻連接件的加工、安裝精度直接影響到幕墻的掛裝質量和施工效率[3]。因此，嚴格控制每一分項工程的加工和安裝精度，對保障工程最終質量和性能至關重要。通常影響鋼結構最終位形精度的因素主要有加工、拼裝偏差，施工、測量偏差，以及施工時的溫度影響[4]。另外，鋼結構施工往往涉及臨時支撐的設置和拆
施工技術(中英文) 2021年8期2021-06-01
- 3-RRR并聯(lián)機構SolidWorks和MATLAB運動學仿真分析
構耦合度，對奇異位形造成了影響。黃劍鋒等[9]基于ADAMS軟件建立3-RRR并聯(lián)機構模型，得到了該機構的位移及速度曲線。許多學者基于數(shù)值法和代數(shù)消元法對運動學位置進行求解，但求解過程比較復雜。隨著科學技術的發(fā)展，并聯(lián)機構被廣泛應用于各行各業(yè)，因此通過分析并聯(lián)機構的耦合度，進而采取更加安全、有效、合理的措施，就可以減輕奇異位形造成的損失。本文以3-RRR并聯(lián)機構為研究對象分析該機構的耦合度，對于并聯(lián)機構的解耦具有非常重要的意義。1 機構耦合度分析本文構建的
機械設計與制造工程 2021年3期2021-04-16
- 旋轉機器人手臂奇異位形分析
態(tài)，即機構的奇異位形。從機構發(fā)明之初，奇異性問題就已隨之而來。機械臂可能會發(fā)生奇異位形的情況大致可分為以下兩種：機械臂工作空間內部奇異位形與機械臂工作空間邊界奇異位形［1］。當工作空間內部發(fā)生奇異位形時，會導致機器人靈活性變差，瞬時喪失應有的自由度，無法進行運動，引起機構鎖死，可能導致失控的問題，這種情形一般是由兩個或兩個以上關節(jié)軸線共線引起的；當工作空間邊界發(fā)生奇異位形時，機械臂、機械手各個關節(jié)一般都處于完全伸展開來的形態(tài)，或處于與先前相反，即完全收回的
軟件導刊 2021年2期2021-03-12
- 一類機器人的示教奇異位形預測
示教過程中對奇異位形的預測算法，實時計算未來軌跡，避免了現(xiàn)有UR機器人在作業(yè)過程中遇到的上述問題。該方法原理具有通用性，可移植性強，成本代價小。1 運動學分析機械臂運動學特性的研究主要包括正運動學與逆運動學，正運動學即已知關節(jié)空間軸坐標求笛卡爾坐標系下末端位姿，逆運動學即已知機器人末端在笛卡爾坐標系下的位姿，求解關節(jié)軸位置[8]。該問題為預測奇異位形的基礎。1.1 連桿參數(shù)描述本文使用的連桿參數(shù)描述機構運動關系的規(guī)則為Denavit-Hartenberg參
制造業(yè)自動化 2021年1期2021-01-24
- 外加弱引力場對復雜等離子體的動力學影響
力作用的帶電粒子位形變化。不考慮外加引力作用下，即β=0，帶電粒子的位形演變過程如圖1所示，橫縱坐標表示模擬空間中粒子所在的歸一化位置。等離子體系統(tǒng)運行初始階段，帶電顆粒呈均勻分布，如圖1(a)所示；隨著粒子相對無序運動，產(chǎn)生包含2個或3個粒子的小團簇，如圖1(b)所示；隨后，小團簇吸引鄰近游離粒子的同時和其他團簇合并，產(chǎn)生較大的團簇，如圖1(c)所示；團簇之間的相互作用導致帶電顆粒位形進一步演變，最終在空間形成穩(wěn)定的位形分布，如圖1(d)所示。每個團簇包
杭州電子科技大學學報(自然科學版) 2020年5期2020-11-11
- 多模式并聯(lián)機構操作模式變換方法研究
處于約束奇異時的位形稱為變換位形。操作模式為描述動平臺運動類型的連續(xù)位姿集合[7]，也可看作是被約束奇異曲面分割的工作空間的子空間[5]?？芍貥嫹治隹梢缘玫蕉嗄Ｊ綑C構的各種操作模式及操作模式間的變換位形。使用對偶四元數(shù)能更系統(tǒng)地描述動平臺的位姿[20]，對偶四元數(shù)可以表示為Q=x0+x1i+x2j+x3k+ε(y0+y1i+y2j+y3k)(1)式中ε——對偶因子，滿足ε≠0且ε2=0其系數(shù)滿足x0y0+x1y1+x2y2+x3y3=0(2)(3)利用式(
農(nóng)業(yè)機械學報 2020年6期2020-06-29
- 12-6臺體型并聯(lián)機構位置正解的唯一性分析
動力學控制、奇異位形、工作空間等問題的基礎，甚至可以說，正解問題不解決，后續(xù)工作將舉步維艱。針對該問題，國內外學者提出了很多不同的方法，如對偶四元數(shù)[5-6]、粒子群[7]、拓撲結構[8-9]。從算法形式來劃分，并聯(lián)機構的運動學正解又可以分為解析法、數(shù)值法和半解析法（本質上也是數(shù)值法）。其中，數(shù)值法適用于任何構型，但運算效率低、過度依賴于給定的初值且容易失根。相比較，解析法有明確的數(shù)學表達式，精確度高、運算效率高，有著數(shù)值法和半解析法無法比擬的優(yōu)勢，故六自
機械設計與制造 2020年5期2020-05-21
- 有機共軛高聚物的分子鏈間耦合局域態(tài)
個演化瞬間的晶格位形、電子結構及電子分布狀態(tài). 晶格位形可以由交錯序參數(shù)表示：(8)電荷分布則表示為：(9)模型中的參數(shù)取以下數(shù)值[1]: α = 4.1eV/?,K=21eV/?2,M= 1349.14 eV fs2/ ?2,te=0.05 eV,t0=2.5 eV,a=1.22?. 時間步長取為Δt=1fs.3結果和討論如圖1中示意圖所示，有機高分子的分子模型采用相互平行的雙分子鏈結構，且兩個分子鏈長度不相等，短鏈中心與長鏈中心對應相鄰. 在計算中長鏈
原子與分子物理學報 2020年4期2020-05-13
- 含運動分岔閉鏈的多運動模式并聯(lián)機構
機構是指通過奇異位形前后，自由度特性(自由度數(shù)目或類型)及相應位形發(fā)生改變的機構[1]。運動分岔機構是新興的可重構機構，可作為變自由度可伸展機構、多軸聯(lián)動多面加工裝備和多步態(tài)靈活移動裝置的運動執(zhí)行機構，無疑具有很高的研究價值和廣闊應用前景[ 2-3]。課題組將機構的特定自由度及其相應位形稱為機構的運動模式。奇異位形是運動分岔機構不同運動模式間的瞬時轉換位形[4]。通過在奇異位形中引入新的驅動副，運動分岔機構可離開瞬時奇異位形，切換為連續(xù)運動模式[5]。對運
輕工機械 2020年2期2020-05-09
- 具有3T、2T1R和2R1T模式的并聯(lián)機構構型綜合
要通過機構的奇異位形[1]。DOMY并聯(lián)機構具有4種不同的3自由度運動模式[2]，這種機構中含有特殊的運動鏈，HUNT[3]最早在研究連軸器時對其特征進行了分析。文獻[4]使用幾何代數(shù)方法[5]分析了此類具有運動分岔的機構所具有的運動模式類型。文獻[6-7]對單環(huán)機構運動分岔的特征進行了分析，將轉動軸線、移動方向的重合或平行作為機構運動模式變換的臨界條件，并基于此設計了具有多種運動模式的機構。文獻[8]對機構運動分岔時的奇異位形進行了分類，設計了一些具有多
農(nóng)業(yè)機械學報 2019年12期2019-12-31
- 正五邊形平衡位形能取到嗎?
五邊形木桿的平衡位形可以取到等腰三角形和正五邊形,彌補了文獻[1]的遺憾．先推導以z軸為轉軸的轉動參考系下,任意放置理想木桿的離心勢能與端點坐標的表達式.設木桿兩端坐標是(x1,z1)和(x2,z2),長度是L,桿上任意一點的坐標矢量是r(s)=(1-s)(x1i+z1k)+s(x2i+z2k).(1)其中參數(shù)s的取值范圍是0(2)積分計算得到整個桿離心勢能為(3)sinθ1+sinθ2=1/2.(4)把桿端點坐標代入式(3)計算離心勢能,再加上重力勢能,
物理教師 2019年8期2019-10-09
- 多高層鋼結構若干施工力學問題研究
2個條件：①結構位形滿足目標位形(設計位形)的要求；②鎖定在結構內部的裝配內力與其它荷載的組合需滿足結構的承載力要求。因此，對大型復雜鋼結構工程進行施工全過程跟蹤模擬分析，計算結構在成型過程中變形和內力的變化和發(fā)展狀況，可以正確地評價施工方案對結構安全的影響。編制有限元軟件時，可采用分層法，跟蹤模擬高層鋼結構施工的整個過程。分層法的核心內容就是，用靜態(tài)結構設計方法模擬動態(tài)的施工過程，只對結構每增加一層時，不同的結構形態(tài)，不同的邊界條件，進行非線性增量法迭代
中國房地產(chǎn)業(yè) 2019年2期2019-02-01
- 基于距離誤差的機器人參數(shù)辨識模型與冗余性分析
誤差模型，以多個位形下機器人末端位姿誤差為目標函數(shù)，運用優(yōu)化算法實現(xiàn)機器人參數(shù)辨識。在辨識過程中，若直接利用末端的絕對位置誤差和角度誤差，會涉及位姿誤差在測量坐標系和機器人基坐標系之間的轉換，降低了參數(shù)辨識的精度[5]。為避免坐標系之間的變換，可采用具有坐標系不變性的距離誤差。文獻[6-9]分別把距離誤差引入到DH模型、MDH模型、DH/MDH模型、加法型指數(shù)積模型，對機器人的運動學參數(shù)進行了辨識。為實現(xiàn)有效辨識，辨識參數(shù)須滿足完備性、比例性和連續(xù)性原則[
農(nóng)業(yè)機械學報 2018年11期2018-12-04
- 雙SCARA機器人運動學及奇異性分析
當機器人處于奇異位形時，會減少或增加一個或多個自由度，機構的運動狀況會因此受到很大的影響。因此，奇異性分析在并聯(lián)機器人的研究中十分重要，可為機構設計及優(yōu)化提供必要的依據(jù)。本文在平面五桿機構的基礎上，提出了一種新型的雙SCARA機器人。針對該機器人，進行了運動學求解，得到了正向運動學的解析解, 進一步獲得了關節(jié)速度向量和末端速度向量之間的兩個雅可比矩陣。然后,在給定幾何參數(shù)的前提下，根據(jù)機器人雅可比矩陣的行列式對該平面并聯(lián)機器人進行了奇異性分析，利用關節(jié)變量
制造業(yè)自動化 2018年10期2018-11-02
- 非完整機械臂及其運動規(guī)劃
節(jié)空間而出現(xiàn)奇異位形[7]。利用四關節(jié)機械臂的冗余性，通過合適的逆運動學來求解優(yōu)化運動軌跡，可以實現(xiàn)機械臂有效的運動控制。1 非完整機械臂結構非完整機械臂以一種摩擦輪盤機構[8]作為關節(jié)運動傳遞單元，其機構圖如圖1所示。圖1 摩擦輪盤機構(1)式中：α為變量，會隨著機械臂關節(jié)角度的改變而變化，從而改變摩擦輪盤機構的傳動比。摩擦輪盤機構的約束是一種速度約束，因此非完整機械臂是一種一階非完整系統(tǒng)。在非完整機械臂中布置了三組摩擦輪盤機構，機械臂的機構如圖2所示。
數(shù)字制造科學 2018年3期2018-10-15
- 鋼懸鏈線立管初始位形及內力分析?
管(SCR)初始位形和初始內力分析是對其進行動力響應分析的基礎，當前國內外學者對SCR的靜力位形的建模和求解等已進行了大量研究。Ghadimi[2]采用集中質量法建立立管模型，對立管進行靜態(tài)分析和動態(tài)分析，并與實驗結果對比分析，表明該模型的合理性。O’Brien等[3]用類似懸鏈線索元確定了立管的平衡位形。Jain[4]用有限差分法對lazy-S型立管懸垂段部分進行了靜力分析。Daniel等[5]基于懸鏈線位形附近小位移假設，利用線性理論導出了平衡方程，研
中國海洋大學學報（自然科學版） 2018年10期2018-10-12
- 具有2T1R與2R1T運動模式3自由度并聯(lián)機構型綜合
要通過機構的奇異位形[9]。DYMO并聯(lián)機構具有4種不同的3自由度運動模式[10]。文獻[11]使用虛擬運動鏈，先對不同運動模式的并聯(lián)機構支鏈進行型綜合，選擇兩種運動模式共有的支鏈結構作為可選支鏈，再結合不同運動模式支鏈裝配的幾何條件，綜合了具有多種運動模式的并聯(lián)機構。文獻[12]使用具有多種運動模式的單環(huán)機構綜合了可實現(xiàn)3R2T與2R3T[13]兩種運動模式相互轉變的并聯(lián)機構。文獻[14]綜合了實現(xiàn)3T、3R、2R1T、2T1R三自由度運動模式相互轉換的
農(nóng)業(yè)機械學報 2018年7期2018-07-30
- 并鏈式非完整機械臂機構設計及運動規(guī)劃
自由度數(shù)目少于其位形空間維數(shù)，表現(xiàn)出欠驅動特性，因此可用較少的控制輸入來確定其在較多空間維數(shù)的位形空間內的運動。驅動裝置的減少有利于設計出結構更緊湊，重量更輕的多關節(jié)機械臂，因此非完整機械臂的研究對開發(fā)輕小型機器人、醫(yī)療機器人、多指靈巧手等有重要的實際意義。典型的非完整機器人系統(tǒng)有輪式移動機器人、宇宙機器人、體操機器人、水下機器人等，這些機器人系統(tǒng)具有的非完整性和非線性，確定了其運動控制的特點。現(xiàn)有的非完整機械系統(tǒng)研究主要集中于非完整力學以及對現(xiàn)有的非完整
機械設計與制造 2018年7期2018-07-19
- 一種運動分岔并聯(lián)機構的結構約束與運動模式分析
度數(shù)小于約束奇異位形下的瞬時自由度數(shù)。約束奇異位形為運動分岔并聯(lián)機構不同運動模式進行切換的初始位形,為保證機構運動的可控,伺服電機數(shù)應為機構的瞬時自由度數(shù)。雖然學者們提出了一些特色鮮明的可重構并聯(lián)機構,但目前已知的具有連續(xù)變自由度特性的運動分岔并聯(lián)機構仍然較少,這類機構的結構綜合、結構約束、自由度及運動模式分析等問題都是值得深入研究的機構學基礎問題。本文提出一種具有運動分岔特性的新型并聯(lián)機構,運用螺旋理論對其結構約束和運動模式進行分析,并分析了其輸入選取。
西安交通大學學報 2018年6期2018-06-21
- 鋼懸鏈線立管初始位形及內力分析?
管(SCR)初始位形和初始內力分析是對其進行動力響應分析的基礎，當前國內外學者對SCR的靜力位形的建模和求解等已進行了大量研究。Ghadimi[2]采用集中質量法建立立管模型，對立管進行靜態(tài)分析和動態(tài)分析，并與實驗結果對比分析，表明該模型的合理性。O’Brien等[3]用類似懸鏈線索元確定了立管的平衡位形。Jain[4]用有限差分法對lazy-S型立管懸垂段部分進行了靜力分析。Daniel等[5]基于懸鏈線位形附近小位移假設，利用線性理論導出了平衡方程，研
中國海洋大學學報（自然科學版） 2018年10期2018-01-14
- 基于螺旋理論的6R串聯(lián)工業(yè)機器人奇異位形分析*
聯(lián)工業(yè)機器人奇異位形分析*李 麗1a，房立金1b，王國勛2(1.東北大學 a.機械工程與自動化學院;b.機器人科學與工程學院，沈陽 110189；2. 沈陽理工大學 機械工程學院，沈陽 110159)針對6自由度串聯(lián)工業(yè)機器人，對其工作空間中的奇異位形進行了分析?；谛坷碚?，運用旋量指數(shù)積(POE)方法對機器人進行運動學建模，得到正運動學方程，并基于旋量指數(shù)積法對速度雅克比矩陣進行了推導。根據(jù)機器人處于奇異位形時的條件，對雅克比矩陣的行列式進行求解，從而
組合機床與自動化加工技術 2017年12期2017-12-22
- 一類非完整機械手的鏈式變換特性及其運動規(guī)劃方法
避鏈式逆變換奇異位形的運動規(guī)劃方法。根據(jù)非完整機械手的結構特點分離出廣義坐標向量中的自由變量，將其邊界值作為控制輸入中的待定系數(shù)進行求解。對于非完整機械手在鏈式逆變換過程中出現(xiàn)的奇異性問題，提出令鏈式空間中一條軌跡向關節(jié)空間映射有解的不等式約束條件，利用增加附加位形約束的方法來規(guī)避非完整機械手的鏈式逆變換奇異位形。仿真與實驗結果證明了運動規(guī)劃算法的可行性與有效性。非完整機械手； 鏈式變換； 奇異位形；運動規(guī)劃0 引言機器人運動學方程中，對時間的導數(shù)不能積分
中國機械工程 2017年16期2017-08-31
- 六自由度混聯(lián)機構雅可比矩陣求解及奇異位形分析
比矩陣求解及奇異位形分析周 輝1, 3, 丁 銳1, 3, 曹浩峰1, 3, 曹 毅1, 2, 3(1. 江南大學 機械工程學院, 江蘇 無錫 214122；2. 上海交通大學 機械系統(tǒng)與振動國家重點實驗室,上海 200240；3. 江蘇省食品先進制造裝備技術重點實驗室, 江蘇 無錫 214122)提出一種由2個不同的三自由度并聯(lián)機構串接而成的混聯(lián)機構, 針對下端和上端并聯(lián)模塊分別建立速度雅可比矩陣, 然后通過上下兩個并聯(lián)模塊的運動關系, 建立整個混聯(lián)機構
東華大學學報（自然科學版） 2017年3期2017-08-01
- 平面3-RRR并聯(lián)機構的自激振動實驗研究*
RRR并聯(lián)機構的位形和關節(jié)驅動兩方面,研究了位形的奇異性和驅動電機的伺服增益對機器人自激振動現(xiàn)象的影響.首先建立了平面3-RRR并聯(lián)機構的運動約束方程,求導得到速度約束方程和加速度約束方程,給出位置、速度、加速度的正、逆解,利用速度雅可比矩陣分析奇異特性;然后搭建了實驗系統(tǒng),分析驅動電機的控制原理,分別測試在奇異位形和非奇異位形的自激振動,通過傳感器測試驅動關節(jié)的位移、速度和加速度,并進行正解得到動平臺的位置和加速度,正解得到的加速度與動平臺實測加速度吻合
華南理工大學學報（自然科學版） 2017年5期2017-07-18
- 基于旋量理論的四自由度抓取機械手奇異位形分析
度抓取機械手奇異位形分析劉青松，袁 杰，錢建華（中科華核電技術研究院有限公司，廣東 深圳 518124）機構奇異位形是影響機構運動學性能的重要因素之一，機械手的奇異位形可導致機構鎖死、控制復雜化、危害人員安全等問題．本文針對四自由度抓取機械手采用旋量理論對該機械手進行了運動學分析，并推導出了機械手奇異位形，采用隨機取點法驗證了旋量方法的可行性．在此基礎上，利用MATLAB Robotics對奇異位形進行了仿真分析．仿真結果表明，應用旋量理論求解的奇異位形數(shù)
河北工業(yè)大學學報 2016年1期2017-01-06
- 復雜等離子體帶電顆粒的穩(wěn)態(tài)分布特性研究
中帶電顆粒的穩(wěn)態(tài)位形分布的影響.數(shù)值模擬結果表明，帶電顆粒的初始濃度對其穩(wěn)態(tài)的位形分布有重要的影響.為了進一步分析不同濃度下的位形特征，對系統(tǒng)的靜態(tài)結構因子進行了討論，更詳細地反映出各種位形呈現(xiàn)的相分布.復雜等離子體；分子動力學方法；靜態(tài)結構因子0 引 言復雜等離子體由大量帶電粒子和少量中性粒子組成.它在宇宙中普遍存在，在星際云、行星際空間、彗星尾部空間，大行星冕層，夜光云[1-2]的大氣中間層以及地球周圍的大氣層中都能發(fā)現(xiàn)它的身影.過去有關等離子體的研究
杭州電子科技大學學報(自然科學版) 2016年1期2016-10-27
- 預應力條形鋼拉板索穹頂及施工全過程分析
鋼拉板索穹頂結構位形在建造過程中經(jīng)歷了懸垂狀態(tài)、調整狀態(tài)和剛化狀態(tài)；提升索和牽引索的拉力在鋼拉板外端點接近外支座時會有較大提高；條形鋼拉板在整個施工過程中均保持彈性狀態(tài),且最終位形與索桿單元模擬的脊索位形相差不大,證明了新型預應力鋼拉板索穹頂結構的可行性.鋼拉板;索穹頂;非線性動力有限元;找形;全過程分析TU393.3;TU745.2A1001-0505(2016)05-1051-06索穹頂結構是一種根據(jù)美國建筑師富勒提出的張拉整體思想形成的全張力結構[1
東南大學學報（自然科學版） 2016年5期2016-10-24
- 電荷擺球平衡問題
細分析了平衡穩(wěn)定位形和穩(wěn)定性與各參數(shù)的關系.電荷擺球平衡穩(wěn)定性中學物理力電模塊一個常見的模型是電荷擺球，一個帶電小球B固定，另一個帶電(同種電荷)小球A懸掛，求體系平衡時的位形.固定小球B，懸掛點O，懸掛小球A這三者位置沒有限制，可以任意擺放.如果出題者偏要把固定小球放在懸掛點的下方，這時就會出現(xiàn)文獻[1]所指出的“陷阱”問題，當兩個小球電量完全消失后，用力相似三角形和極限法計算得到的繩子拉力不一樣.我們先分析一般情況，說明“陷阱”問題的根源，然后就特殊情
物理通報 2016年6期2016-09-05
- 會切磁場推力器低頻振蕩特性
隨工作參數(shù)和磁場位形的變化特性,并針對推力系統(tǒng)外回路對低頻振蕩的影響進行了研究。結果表明,在高質量流量下,隨著放電電壓的增加,會切磁場推力器的工作模式從高電流模式轉換為低電流模式。在高電流模式下,放電電流具有高振幅、低頻率的特征,羽流比較模糊,并且電流振蕩幅值隨著放電電壓增大呈先增大后降低的趨勢,而對應的振蕩頻率隨著放電電壓的增大而增大。在低電流模式下,放電電流具有低振幅、高頻率的特征,羽流有兩條明顯的亮線,并且電流振蕩幅值和頻率均隨放電電壓的增大而增大。
中國空間科學技術 2016年1期2016-02-13
- 基于可操作度的機器人最優(yōu)初始位形研究
的機器人最優(yōu)初始位形研究伍玉霞 蔣紅梅（桂林電子科技大學信息科技學院，廣西 桂林 541004）冗余度機器人的初始位形的選擇是很重要的。文章以可操作度為性能指標，給出了數(shù)學規(guī)劃模型來選擇機器人最優(yōu)初始位形，使機器人避免奇異的初始位形，讓其處于靈活性最優(yōu)的位形。算例仿真結果表明，用文章中數(shù)學規(guī)劃模型優(yōu)選出的機器人位形是靈活性最好的位形。冗余度機器人；初始位形；可操作度1 引言冗余度機器人是指完成某一特定任務時，機器人具有多余的自由度。多余的自由度可用來改善機
大眾科技 2015年11期2015-11-24
- 基于最優(yōu)初始位形的冗余度機器人可操作度優(yōu)化*
4）基于最優(yōu)初始位形的冗余度機器人可操作度優(yōu)化*唐碧秋，楊 帆，唐 焱（桂林電子科技大學機電工程學院，廣西桂林 541004）冗余度機器人的初始位形對關節(jié)軌跡規(guī)劃有很大影響。提出了一種基于最優(yōu)初始位形的機器人可操作度優(yōu)化方法，在以可操作度為性能指標對機器人的關節(jié)軌跡進行規(guī)劃時，如果以優(yōu)化出的可操作度最優(yōu)的位形為初始位形，就可以提高執(zhí)行任務初期的可操作度。算例仿真結果表明，這種基于最優(yōu)初始位形的機器人可操作度優(yōu)化方法可以提高機器人在執(zhí)行任務開始時的可操作度，
組合機床與自動化加工技術 2015年1期2015-11-03
- 3—PUU并聯(lián)機構的運動學分析
導出該機構的奇異位形位置，為動平臺的軌跡規(guī)劃奠定了基礎。用極限邊界搜索法求得 3-PUU并聯(lián)機構的工作空間。關鍵詞：3-PUU；運動學分析；奇異位形1.自由度的計算在三維空間直角坐標系中，n活動構件共有6（n-1）個自由度。在3-PUU并聯(lián)機構中，令約束數(shù)目為g，第i個運動副的約束數(shù)目為ui，則該機構的自由度數(shù)目為：3.雅克比矩陣和奇異位形在向量微積分中，雅可比矩陣是一階偏導數(shù)以一定方式排列成的矩陣，其行列式稱為雅克比行列式。并聯(lián)機構的雅克比矩陣可以判斷機
求知導刊 2015年8期2015-05-30
- 工業(yè)機器人奇異位形分析
）工業(yè)機器人奇異位形分析Singularity analysis of industrial robots王春暖1，秦亞萍2，李偉娟3（包頭職業(yè)技術學院數(shù)控技術系，內蒙古 包頭 014030）奇異位形是工業(yè)機器人機構的固有特性，當工業(yè)機器人處于奇異位形時，對于給定的軌跡控制和運動控制都無法準確實現(xiàn)，本文對工業(yè)機器人出現(xiàn)奇異位形的原因進行了簡單分析，為初學者在操作機器人時避免奇異位形或是解決機器人通過奇異位形進行軌跡控制提供一點參考。機器人；自由度；奇異性，
橡塑技術與裝備 2015年18期2015-02-15
- 冗余驅動消除Stewart 并聯(lián)機器人奇異位形
然而，在該機構的位形空間內存在大量復雜的奇異位形，機構在奇異位形附近工作時，運動學及靜力學性能將會變差;另外，由于奇異位形的存在，機構的有效工作空間將進一步縮小。為進一步提高并聯(lián)機器人機構的各項性能，應盡可能避開奇異位形或消除奇異位形對機構的不良影響。Nakamura Y 等［2］和Chiaverini S 等［3］從消除奇異位形對運動精度、笛卡爾剛度以及機構的動力學性能等方面進行了研究;基于反螺旋理論，郭盛等［4］提出了一種構造可避免任何可能的運動平臺奇
服裝學報 2015年5期2015-01-15
- 高速平面并聯(lián)機器人動態(tài)分析與實驗*
對機構的兩個典型位形的動態(tài)響應進行分析；其次，建立了由3-RRR輕型并聯(lián)機構和控制系統(tǒng)組成的實驗裝置，對理論分析進行了驗證。結果表明，在位形2，理論分析和實驗一致，即機構的殘余振動很快衰減；在位形1，理論分析與實驗兩者不同，實驗測量的動態(tài)響應為自激振動，而數(shù)值仿真得到衰減的殘余振動。同時，結果也表明機構在不同位形有不同的動態(tài)響應。平面并聯(lián)機器人；高速；彈性動力學；殘余振動引 言和串聯(lián)機構相比，并聯(lián)機構具有高定位精度、更高的加速度和負載能力等［1］優(yōu)點，因而
振動、測試與診斷 2015年4期2015-01-12
- 高速平面并聯(lián)機器人動態(tài)分析與實驗*
對機構的兩個典型位形的動態(tài)響應進行分析；其次，建立了由3-RRR輕型并聯(lián)機構和控制系統(tǒng)組成的實驗裝置，對理論分析進行了驗證。結果表明，在位形2，理論分析和實驗一致，即機構的殘余振動很快衰減；在位形1，理論分析與實驗兩者不同，實驗測量的動態(tài)響應為自激振動，而數(shù)值仿真得到衰減的殘余振動。同時，結果也表明機構在不同位形有不同的動態(tài)響應。平面并聯(lián)機器人；高速；彈性動力學；殘余振動引 言和串聯(lián)機構相比，并聯(lián)機構具有高定位精度、更高的加速度和負載能力等［1］優(yōu)點，因而
振動、測試與診斷 2015年4期2015-01-12
- 新型空間5 自由度并聯(lián)機構的奇異位形分析與規(guī)避*
.當機構出現(xiàn)奇異位形時，其自由度會發(fā)生變化，使機構失去控制，甚至對機構造成破壞［5-6］.因此，奇異位形分析與規(guī)避是并聯(lián)機構設計中的重要研究內容.目前，并聯(lián)機構奇異性的研究方法主要有基于機構輸入、輸出速度的分析方法，Grassmann線幾何法，基于矩陣的分析方法以及基于螺旋理論的分類方法等［7］.很多學者對并聯(lián)機構奇異位形的規(guī)避也做了研究.Yiu 等［8］提出利用冗余驅動來消除奇異，然而該方法只能消除機構的驅動奇異，對運動奇異通常沒有效果，同時可能會產(chǎn)生新
華南理工大學學報（自然科學版） 2014年11期2014-08-16
- 非對稱3-(2SPS)并聯(lián)機床的靈巧度分析
機床的尺寸參數(shù)和位形有關［3］，基于這個特點，該矩陣對機床的靈巧度研究有很大的幫助。3 靈巧度分析靈巧度是衡量操作空間隨著關節(jié)空間變化而變化的敏感度。靈巧度有3 個度量指標［4］:逆Jacobin 矩陣的條件數(shù)、最小奇異值和可操作性，分別反映機床的各向同性、響應速度和可操作性。一般情況下，各向同性最能體現(xiàn)機床的靈巧度規(guī)律，文中在此只對機床的各向同性進行研究。操作空間速度向關節(jié)空間映射時存在如式(6)所示的關系:式中:v 是關節(jié)輸入速度，u 是末端操作手的速
機床與液壓 2014年3期2014-03-17
- 基于非瞬時支鏈位形設計的并聯(lián)機構內部奇異消除方法研究
030 引言奇異位形是機構的工作空間中存在無法運動或瞬時運動無法確定的位形。在奇異位形附近，機構的剛度、精度等性能指標都會變差。相對于串聯(lián)機構來說，并聯(lián)機構的奇異位形更為豐富、復雜，因此如何規(guī)避或消除奇異是并聯(lián)機構研究領域的一個難題。冗余驅動方法是目前提出的減少或消除奇異的一種有效方法。該方法通常是在正常機構的基礎上將一部分被動關節(jié)變?yōu)橹鲃雨P節(jié)，或者在保證機構自由度不變的前提下，增加新的支鏈，并在該支鏈上引入冗余驅動［1］。前者雖然簡單，但由于在被動關節(jié)上
中國機械工程 2012年15期2012-07-25
- 基于TEQ的固定邊界托卡馬克等離子體平衡模擬
面，磁面也是平衡位形的等壓面，且j只有在磁面上的分量［6］，由此可得：其中，Ψ和F分別為相對于對稱軸r＝0的角向磁通和電流通量。軸對稱等離子體的MHD平衡由準線性橢圓方程（2）和方程（3）來決定。一般情況下，給定P（ψ）和f（ψ）的具體函數(shù)形式，加上合適的邊界條件，就可以解出ψ＝ψ（R，Z），已知ψ后，就可以給出平衡位形的所有物理量［7］。在給定P（ψ）和q（ψ）求解平衡問題時，考慮角向磁通的守恒條件為：其中，ψm為磁軸處的角向磁通；ψb為邊界處的角向磁通
合肥工業(yè)大學學報（自然科學版） 2012年3期2012-07-18
- 霍爾推力器磁場位形及其優(yōu)化的數(shù)值研究
)霍爾推力器磁場位形及其優(yōu)化的數(shù)值研究鄧立赟 藍紅梅 劉 悅?(大連理工大學物理與光電工程學院，大連 116024)(2010年4月20日收到;2010年5月6日收到修改稿)基于麥克斯韋方程，在軸對稱假設下建立了霍爾推力器磁場的數(shù)學模型.用有限差分方法對模型進行了離散.給出了數(shù)值求解模型的迭代法.通過對模型的數(shù)值求解，得到了相應的數(shù)值結果.通過對所得數(shù)值結果的分析，研究了磁場線圈電流變化對霍爾推力器磁場位形的影響.通過調整磁場線圈電流的大小找到了理想磁場位
物理學報 2011年2期2011-10-23
- 基于Corsica的EAST等離子體平衡計算
歐姆放電中的平衡位形建立進行了模擬，給出重要等離子體的參數(shù)剖面信息，如等離子體電流密度、溫度分布等剖面。在建立平衡位形基礎上開展了放電模擬研究，給出脈沖放電中電流和等離子體位置的演化結果。1 物理模型Corsica是一個二維平衡結合一維輸運的1.5維平衡演化程序，用于托卡馬克等離子體演變和診斷的模擬，是由美國LLNL(Law rence Livermore National Laboratory)開發(fā)的，被引入到中國科學院等離子體物理研究所。目前該程序已在
合肥工業(yè)大學學報（自然科學版） 2011年4期2011-03-15
- 分子量子點中聲子輔助的Kondo效應
電極處于平行磁化位形時,會呈現(xiàn)出與反平行位形明顯不同的輸運行為.尤為顯著的是,聲子效應導致隧穿磁阻TMR隨偏壓在正負值間交替變化,這暗示了TMR是探索Kondo共振特征行為的一個更為有效的工具.鐵磁電極;電聲子耦合;Kondo效應;隧穿磁阻巨磁電阻效應被發(fā)現(xiàn)以后,磁納米結構中的自旋極化輸運,尤其是與鐵磁電極耦合的量子點、納米晶體、納米管或者單分子等系統(tǒng)中的單電子隧穿問題成為備受關注的研究熱點,這主要是由于它們在磁電子學以及量子計算方面有非常大的潛在應用價值
山西大學學報（自然科學版） 2010年2期2010-11-02
- 磁場位形對微波ECR等離子體電子參數(shù)的影響
之一,不同的磁場位形將直接影響ECR等離子體的參數(shù)和性能,因此研究磁場位形對微波ECR等離子體參數(shù)的影響對其可控利用有重要作用.目前微波ECR等離子體的研究中,磁場位形較多都利用發(fā)散場[5-6],結合磁鏡場來研究等離子體參數(shù)的工作還比較少.本文分別在發(fā)散場和磁鏡場條件下,測量了微波ECR等離子體電子參數(shù),研究了兩種磁場位形對微波ECR等離子體電子參數(shù)的影響,并分析了其影響機制.1 實驗裝置圖1為自行研制的微波ECR等離子體裝置示意圖.微波源產(chǎn)生2.45 G
武漢工程大學學報 2010年9期2010-05-29