位形
- 面向吊装路径规划的履带起重机运动学建模方法*
带起重机的若干步位形点,并判断该动作是否可行,进而根据自身的动作信息做出相应的规划。然而,作为进行吊装路径规划的基础,起重机建模并没有得到系统的研究。事实上,对于移动式起重机(如汽车起重机、履带起重机等),在外形、运动特点上与移动式机械臂有许多相似之处,即均有一个可移动的平台和一个可搬运物体的臂架系统,因此,移动式起重机可以看作是一种特殊的移动式机械臂机器人。而移动式机械臂目前已经得到了广泛而深入的研究,包括移动机械臂的建模、路径规划、运动控制等方面,均已
机电工程 2023年2期2023-03-11
- 面向吊装路径规划的履带起重机运动学建模方法*
带起重机的若干步位形点,并判断该动作是否可行,进而根据自身的动作信息做出相应的规划。然而,作为进行吊装路径规划的基础,起重机建模并没有得到系统的研究。事实上,对于移动式起重机(如汽车起重机、履带起重机等),在外形、运动特点上与移动式机械臂有许多相似之处,即均有一个可移动的平台和一个可搬运物体的臂架系统,因此,移动式起重机可以看作是一种特殊的移动式机械臂机器人。而移动式机械臂目前已经得到了广泛而深入的研究,包括移动机械臂的建模、路径规划、运动控制等方面,均已
机电工程 2023年2期2023-03-11
- 轴向力作用下过屈曲Timoshenko梁与Euler-Bernoulli梁的自由振动特性对比
简支梁屈曲非平凡位形解析解考虑屈曲失稳引起的屈曲非平凡位形，由于其与时间坐标无关，忽略方程式(1)中的时间项，得到静态控制方程(6)两端简支边界条件为(7)通过式(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为任意非零整数，在此将k取为1，研究第一阶屈曲非平凡位形。两种梁模型的第一阶屈曲非平凡位形对比图，如图2所示。由于屈曲非平凡位形关于零平衡位形轴对称
振动与冲击 2022年24期2023-01-03
- 针对动态障碍物的7R机械臂实时避障方法
迭代,对当前关节位形下的所有相邻位形全部进行势能计算以筛选最优解[15],这2种方法都会随着机械臂自由度的增多导致计算量急剧增大,已无法满足在动态障碍物环境下的实时需求.因此,针对当前广泛采用的七自由度冗余机械臂,以及无末端轨迹约束的条件下,本文通过分析冗余机械臂的结构特点,提出了具有高实时性的避障算法,并通过仿真验证了算法的有效性.1 避障策略1.1 避障基本思路目前,在有障碍物环境下的机器人的规划控制策略有很多种,如通过不同手段以求解运动轨迹的A*、R
北京工业大学学报 2022年11期2022-11-08
- 桌面型607 机械臂工作空间及奇异位形分析
问题[1]。奇异位形是除了正常工作位形外的一种特殊位形，机械臂发生的奇异位形主要分为边界奇异位形与内部奇异位形2 种[2]，它对于机械臂完成基本操作和特定任务起着重要影响。当机械臂发生奇异位形时，会对机构运动产生不利影响，如自由度变少而导致机械手无法实现某些特定运动，灵活性变差致使机构锁死等问题。当然，奇异位形也有益处，比如利用极限位置制作一些自锁机构等。因此，不管是从有利还是不利角度来说，对机械臂的奇异性问题展开研究都是非常必要的。许多学者针对机械臂奇异
农业装备与车辆工程 2022年9期2022-11-01
- 双臂并联机器人运动学正逆解及其奇异位形存在性预测
常工作，称为奇异位形。本文将针对一种工业机器人—双臂并联机器人，对其运动学正逆解和奇异位形预测展开研究。对机器人正逆解和奇异性问题的研究旨在实现对机器人精确有效的控制。Gosselin等人提出将并联机器人的奇异类型划分成3种，并利用雅克比矩阵的行列式分别进行判定，利用该方法对5种并联机器人奇异位形进行分析，并从速度的输入和输出的角度给出相应的物理意义。Shao等人采用映射法，以六阶方程的形式给出了三自由度空间并联机械手的正逆解，并基于几何约束条件对该并联机
智能计算机与应用 2022年9期2022-09-28
- 一种平面二自由度并联机构工作空间分析
在运动中出现奇异位形。反解方程式(5)可变形为(6)对上式求导，可进一步获得:(7)其中:从而可以获得运动雅可比矩阵:(8)在并联机构中，奇异位形出现在当det()=0、det()=0或det()和det()同时为0的情况下。以下针对各种奇异位形的出现条件进行具体分析。(1)det()=0由矩阵的表达式可以得到出现这种奇异位形的条件(1-+)(2--)=0(9)故当1-+=0或2--=0时机构处于该奇异位形状态。由机构的对称性可知，1-+=0等价于2--=
机床与液压 2022年5期2022-09-19
- 中间支撑刚度对双跨梁屈曲稳定性的影响
，管道的直线平衡位形会失稳发生分岔现象[14-15]。在屈曲状态下，管道会变为本质非线性，并且会产生双稳态势阱间跳跃的剧烈振动[16-17]。而这种流速改变结构本征特性的现象已经被美国航空航天局NASA实验验证[18]。工程中，除了流速会引起管道屈曲，管道上存在的压力也会改变结构本征特性。例如环境温度升高造成管道热膨胀而产生轴向压力，安装操作中施加的旋紧压力以及管道尺寸偏差带来的压力等，这些压力都可能导致管道产生屈曲，因此对于管道的压力不容忽视。以上研究都
振动与冲击 2022年11期2022-06-17
- 巨型钢框架上部悬挂下部支承结构施工新技术仿真分析
建筑,若按照设计位形对构件进行加工制作,或者以设计位形作为构件安装的初始位形,则由于施工过程构件产生的变形,结构的成型位形与设计位形存在一定偏差,会导致建筑造型不满足美学要求,甚至导致建筑无法正常使用。因此,在结构施工前,须对钢结构设置变形预调值,来补偿结构在施工过程中发生的变形,使结构的成型位形与设计位形相差不大。钢结构变形预调值包括构件的加工预调值和安装预调值。构件的加工预调值为构件的加工长度与设计长度的差值,用来补偿施工过程中构件的轴向压缩或拉伸所产
合肥工业大学学报（自然科学版） 2022年4期2022-05-06
- 具有多模式球面4R机构结构参数研究
学分析机构的奇异位形运动特性。④基于几何图像方法。根据连杆输出点的空间位置，通过几何图像法对多模式机构模式进行分析[9-10]。通过几何图像分析时，需要先确定机构结构参数，目前多使用该方法在分析具有多种移动运动模式机构所具有的运动模式。然而，机构空间运动较移动运动更为复杂，并且机构结构参数变换时，不容易使用该方法全面研究结构参数对机构运动模式的影响。⑤基于位移流形理论方法。位移流形理论在对机构运动模式分析时的能力较为有限[11-12]，主要是通过机构不同位
农业机械学报 2022年3期2022-04-07
- 具有固定转动轴线和变转动轴线3T1R并联机构构型综合
4R机构处于折叠位形时，机构具有平面4R机构运动模式，从而设计了具有直线移动和球面滚动两种模式的移动机器人。在航天领域，具有多种运动模式的并联机构也可用来设计可展结构[3]，从而适应航天运载工具的狭小空间限制。具有多模式的并联机构可设计具有可重构性重型抓取机械手[4]。文献[5]使用平面变胞机构，设计了可根据炮筒姿态调节的自适应弹药输填装置。文献[6]利用3-RPS并联机构的两种运动模式，对其结构参数进行优化使其用于脚踝关节的康复设备。高性能的3T1R[7
农业机械学报 2022年2期2022-03-14
- 中国环流器2 号A 托卡马克弹丸注入放电中空电流与反磁剪切位形*
度剖面与反磁剪切位形是改进堆芯约束和形成内部输运垒的关键条件之一.在中国环流器2 号A(HL-2A)弹丸注入实验中,成功地实现了维持时间约为100 ms的中空电流放电.伴随着中空电流剖面的形成,同时形成了反磁剪切位形.由于欧姆加热功率不太高,且没有外部辅助加热,只能在稳定的中空电流放电阶段看到内部输运垒形成的趋势.在弹丸注入后,电子热扩散系数显著降低,说明弹丸深度注入改善了能量约束.等离子体性能的增强:一方面是由于弹丸注入造成中心高度峰化的电子密度剖面;另
物理学报 2021年18期2021-10-08
- 六自由度机械臂运动学旋量逆解及简化算法*
标系{S}的初始位形为gST(0)时，绕某轴螺旋运动的刚体，{T}相对于{S}的位姿可以表示为gST(θ)：(4)1.2 机械臂正运动学建模图1和图2分别为六自由度机械臂的三维模型图和结构示意图，其6个关节均为旋转关节，前3关节和5、6关节轴线分别交于一点，第1和第2关节、第2和第3关节、第5和第6关节始终垂直，第4和第5关节异面垂直。图1 三维模型图图2 机械臂结构示意图选取初始位形如图2所示，此时第1与第3关节垂直。在此初始位形下末端工具坐标系{T}在
组合机床与自动化加工技术 2021年9期2021-09-28
- 小批量多品种工况下喷涂机器人位姿优化模型实验与仿真
器人避免经过奇异位形，关节运动不超过设定范围，且运动性能最优的状态下实现连续喷涂作业已经很成熟。伴随着小批量多品种的喷涂生产需求不断涌现，由于事先无法进行试喷实验，人工试凑法已不能胜任这种生产需求。如何根据工件模型，实时计算机器人和工件之间的最优站位关系，使机器人避免经过奇异位形，关节运动不超过设定范围，且在运动性能最优的状态下完成连续全面喷涂作业，是解决当前小批量多品种实现智能化喷涂的关键。本文首先从机器人运动学位形出发，根据机器人在某一位形下运动具有连
科技创新与应用 2021年24期2021-09-08
- 位形概念对“理论力学”课程的重要性
要：刚体位形是“理论力学”课程知识体系的基础概念，运动方程是在此基础上引出的关键问题。传统教材学生求解微分方程，仅限于求解速度、加速度等瞬态量，学生没有位形概念，不利于其后续课程的学习。为改变这一现状，文章提出教学应围绕位形概念和运动方程展开，在运动学、动力学甚至静力学部分均应联系位形概念，并增加求解运动方程的内容，注重知识的系统性和相关性，从而提高教学效果。关键词：位形;运动方程;理论力学中图分类号：G642 文献标识码：A
黑龙江教育·高校研究与评估 2021年7期2021-08-23
- 基于螺旋理论的管道蠕动并联机构的奇异性研究
620）机构奇异位形通常指机构失稳、其运动学及动力学性能发生瞬时突变或传递运动及动力的能力失常时机构的位形［1］。多年来许多学者对机构奇异进行了大量研究，其中典型的研究方法有Gosselin等［2］提出的基于机构输入输出速度的分析法、Kumar［3］提出的基于对偶螺旋的概念法、Ma 等［4］提出的机构特征法和Collins 等［5］提出的代数法。另外，针对不同类型的并联机构，Joshi等［6］讨论了少自由度并联机构的雅可比矩阵，并分析了3-RPS 和3-U
工程设计学报 2021年3期2021-07-13
- 2022世界杯主场馆结构精度控制措施和可调节点设计*
力提供，受压环的位形对成型状态的索力有重要的影响[2]。同时，钢结构支撑体系外立面通常会包覆幕墙结构，起到建筑外围护结构或装饰性结构的作用。钢结构支撑体系以及附着在钢结构上的幕墙连接件的加工、安装精度直接影响到幕墙的挂装质量和施工效率[3]。因此，严格控制每一分项工程的加工和安装精度，对保障工程最终质量和性能至关重要。通常影响钢结构最终位形精度的因素主要有加工、拼装偏差，施工、测量偏差，以及施工时的温度影响[4]。另外，钢结构施工往往涉及临时支撑的设置和拆
施工技术(中英文) 2021年8期2021-06-01
- 3-RRR并联机构SolidWorks和MATLAB运动学仿真分析
构耦合度，对奇异位形造成了影响。黄剑锋等[9]基于ADAMS软件建立3-RRR并联机构模型，得到了该机构的位移及速度曲线。许多学者基于数值法和代数消元法对运动学位置进行求解，但求解过程比较复杂。随着科学技术的发展，并联机构被广泛应用于各行各业，因此通过分析并联机构的耦合度，进而采取更加安全、有效、合理的措施，就可以减轻奇异位形造成的损失。本文以3-RRR并联机构为研究对象分析该机构的耦合度，对于并联机构的解耦具有非常重要的意义。1 机构耦合度分析本文构建的
机械设计与制造工程 2021年3期2021-04-16
- 旋转机器人手臂奇异位形分析
态，即机构的奇异位形。从机构发明之初，奇异性问题就已随之而来。机械臂可能会发生奇异位形的情况大致可分为以下两种：机械臂工作空间内部奇异位形与机械臂工作空间边界奇异位形［1］。当工作空间内部发生奇异位形时，会导致机器人灵活性变差，瞬时丧失应有的自由度，无法进行运动，引起机构锁死，可能导致失控的问题，这种情形一般是由两个或两个以上关节轴线共线引起的；当工作空间边界发生奇异位形时，机械臂、机械手各个关节一般都处于完全伸展开来的形态，或处于与先前相反，即完全收回的
软件导刊 2021年2期2021-03-12
- 一类机器人的示教奇异位形预测
示教过程中对奇异位形的预测算法，实时计算未来轨迹，避免了现有UR机器人在作业过程中遇到的上述问题。该方法原理具有通用性，可移植性强，成本代价小。1 运动学分析机械臂运动学特性的研究主要包括正运动学与逆运动学，正运动学即已知关节空间轴坐标求笛卡尔坐标系下末端位姿，逆运动学即已知机器人末端在笛卡尔坐标系下的位姿，求解关节轴位置[8]。该问题为预测奇异位形的基础。1.1 连杆参数描述本文使用的连杆参数描述机构运动关系的规则为Denavit-Hartenberg参
制造业自动化 2021年1期2021-01-24
- 外加弱引力场对复杂等离子体的动力学影响
力作用的带电粒子位形变化。不考虑外加引力作用下，即β=0，带电粒子的位形演变过程如图1所示，横纵坐标表示模拟空间中粒子所在的归一化位置。等离子体系统运行初始阶段，带电颗粒呈均匀分布，如图1(a)所示；随着粒子相对无序运动，产生包含2个或3个粒子的小团簇，如图1(b)所示；随后，小团簇吸引邻近游离粒子的同时和其他团簇合并，产生较大的团簇，如图1(c)所示；团簇之间的相互作用导致带电颗粒位形进一步演变，最终在空间形成稳定的位形分布，如图1(d)所示。每个团簇包
杭州电子科技大学学报(自然科学版) 2020年5期2020-11-11
- 多模式并联机构操作模式变换方法研究
处于约束奇异时的位形称为变换位形。操作模式为描述动平台运动类型的连续位姿集合[7]，也可看作是被约束奇异曲面分割的工作空间的子空间[5]。可重构分析可以得到多模式机构的各种操作模式及操作模式间的变换位形。使用对偶四元数能更系统地描述动平台的位姿[20]，对偶四元数可以表示为Q=x0+x1i+x2j+x3k+ε(y0+y1i+y2j+y3k)(1)式中ε——对偶因子，满足ε≠0且ε2=0其系数满足x0y0+x1y1+x2y2+x3y3=0(2)(3)利用式(
农业机械学报 2020年6期2020-06-29
- 12-6台体型并联机构位置正解的唯一性分析
动力学控制、奇异位形、工作空间等问题的基础，甚至可以说，正解问题不解决，后续工作将举步维艰。针对该问题，国内外学者提出了很多不同的方法，如对偶四元数[5-6]、粒子群[7]、拓扑结构[8-9]。从算法形式来划分，并联机构的运动学正解又可以分为解析法、数值法和半解析法（本质上也是数值法）。其中，数值法适用于任何构型，但运算效率低、过度依赖于给定的初值且容易失根。相比较，解析法有明确的数学表达式，精确度高、运算效率高，有着数值法和半解析法无法比拟的优势，故六自
机械设计与制造 2020年5期2020-05-21
- 有机共轭高聚物的分子链间耦合局域态
个演化瞬间的晶格位形、电子结构及电子分布状态. 晶格位形可以由交错序参数表示：(8)电荷分布则表示为：(9)模型中的参数取以下数值[1]: α = 4.1eV/Å,K=21eV/Å2,M= 1349.14 eV fs2/ Å2,te=0.05 eV,t0=2.5 eV,a=1.22Å. 时间步长取为Δt=1fs.3结果和讨论如图1中示意图所示，有机高分子的分子模型采用相互平行的双分子链结构，且两个分子链长度不相等，短链中心与长链中心对应相邻. 在计算中长链
原子与分子物理学报 2020年4期2020-05-13
- 含运动分岔闭链的多运动模式并联机构
机构是指通过奇异位形前后，自由度特性(自由度数目或类型)及相应位形发生改变的机构[1]。运动分岔机构是新兴的可重构机构，可作为变自由度可伸展机构、多轴联动多面加工装备和多步态灵活移动装置的运动执行机构，无疑具有很高的研究价值和广阔应用前景[ 2-3]。课题组将机构的特定自由度及其相应位形称为机构的运动模式。奇异位形是运动分岔机构不同运动模式间的瞬时转换位形[4]。通过在奇异位形中引入新的驱动副，运动分岔机构可离开瞬时奇异位形，切换为连续运动模式[5]。对运
轻工机械 2020年2期2020-05-09
- 具有3T、2T1R和2R1T模式的并联机构构型综合
要通过机构的奇异位形[1]。DOMY并联机构具有4种不同的3自由度运动模式[2]，这种机构中含有特殊的运动链，HUNT[3]最早在研究连轴器时对其特征进行了分析。文献[4]使用几何代数方法[5]分析了此类具有运动分岔的机构所具有的运动模式类型。文献[6-7]对单环机构运动分岔的特征进行了分析，将转动轴线、移动方向的重合或平行作为机构运动模式变换的临界条件，并基于此设计了具有多种运动模式的机构。文献[8]对机构运动分岔时的奇异位形进行了分类，设计了一些具有多
农业机械学报 2019年12期2019-12-31
- 正五边形平衡位形能取到吗?
五边形木杆的平衡位形可以取到等腰三角形和正五边形,弥补了文献[1]的遗憾．先推导以z轴为转轴的转动参考系下,任意放置理想木杆的离心势能与端点坐标的表达式.设木杆两端坐标是(x1,z1)和(x2,z2),长度是L,杆上任意一点的坐标矢量是r(s)=(1-s)(x1i+z1k)+s(x2i+z2k).(1)其中参数s的取值范围是0(2)积分计算得到整个杆离心势能为(3)sinθ1+sinθ2=1/2.(4)把杆端点坐标代入式(3)计算离心势能,再加上重力势能,
物理教师 2019年8期2019-10-09
- 多高层钢结构若干施工力学问题研究
2个条件：①结构位形满足目标位形(设计位形)的要求；②锁定在结构内部的装配内力与其它荷载的组合需满足结构的承载力要求。因此，对大型复杂钢结构工程进行施工全过程跟踪模拟分析，计算结构在成型过程中变形和内力的变化和发展状况，可以正确地评价施工方案对结构安全的影响。编制有限元软件时，可采用分层法，跟踪模拟高层钢结构施工的整个过程。分层法的核心内容就是，用静态结构设计方法模拟动态的施工过程，只对结构每增加一层时，不同的结构形态，不同的边界条件，进行非线性增量法迭代
中国房地产业 2019年2期2019-02-01
- 基于距离误差的机器人参数辨识模型与冗余性分析
误差模型，以多个位形下机器人末端位姿误差为目标函数，运用优化算法实现机器人参数辨识。在辨识过程中，若直接利用末端的绝对位置误差和角度误差，会涉及位姿误差在测量坐标系和机器人基坐标系之间的转换，降低了参数辨识的精度[5]。为避免坐标系之间的变换，可采用具有坐标系不变性的距离误差。文献[6-9]分别把距离误差引入到DH模型、MDH模型、DH/MDH模型、加法型指数积模型，对机器人的运动学参数进行了辨识。为实现有效辨识，辨识参数须满足完备性、比例性和连续性原则[
农业机械学报 2018年11期2018-12-04
- 双SCARA机器人运动学及奇异性分析
当机器人处于奇异位形时，会减少或增加一个或多个自由度，机构的运动状况会因此受到很大的影响。因此，奇异性分析在并联机器人的研究中十分重要，可为机构设计及优化提供必要的依据。本文在平面五杆机构的基础上，提出了一种新型的双SCARA机器人。针对该机器人，进行了运动学求解，得到了正向运动学的解析解, 进一步获得了关节速度向量和末端速度向量之间的两个雅可比矩阵。然后,在给定几何参数的前提下，根据机器人雅可比矩阵的行列式对该平面并联机器人进行了奇异性分析，利用关节变量
制造业自动化 2018年10期2018-11-02
- 非完整机械臂及其运动规划
节空间而出现奇异位形[7]。利用四关节机械臂的冗余性，通过合适的逆运动学来求解优化运动轨迹，可以实现机械臂有效的运动控制。1 非完整机械臂结构非完整机械臂以一种摩擦轮盘机构[8]作为关节运动传递单元，其机构图如图1所示。图1 摩擦轮盘机构(1)式中：α为变量，会随着机械臂关节角度的改变而变化，从而改变摩擦轮盘机构的传动比。摩擦轮盘机构的约束是一种速度约束，因此非完整机械臂是一种一阶非完整系统。在非完整机械臂中布置了三组摩擦轮盘机构，机械臂的机构如图2所示。
数字制造科学 2018年3期2018-10-15
- 钢悬链线立管初始位形及内力分析❋
管(SCR)初始位形和初始内力分析是对其进行动力响应分析的基础，当前国内外学者对SCR的静力位形的建模和求解等已进行了大量研究。Ghadimi[2]采用集中质量法建立立管模型，对立管进行静态分析和动态分析，并与实验结果对比分析，表明该模型的合理性。O’Brien等[3]用类似悬链线索元确定了立管的平衡位形。Jain[4]用有限差分法对lazy-S型立管悬垂段部分进行了静力分析。Daniel等[5]基于悬链线位形附近小位移假设，利用线性理论导出了平衡方程，研
中国海洋大学学报（自然科学版） 2018年10期2018-10-12
- 具有2T1R与2R1T运动模式3自由度并联机构型综合
要通过机构的奇异位形[9]。DYMO并联机构具有4种不同的3自由度运动模式[10]。文献[11]使用虚拟运动链，先对不同运动模式的并联机构支链进行型综合，选择两种运动模式共有的支链结构作为可选支链，再结合不同运动模式支链装配的几何条件，综合了具有多种运动模式的并联机构。文献[12]使用具有多种运动模式的单环机构综合了可实现3R2T与2R3T[13]两种运动模式相互转变的并联机构。文献[14]综合了实现3T、3R、2R1T、2T1R三自由度运动模式相互转换的
农业机械学报 2018年7期2018-07-30
- 并链式非完整机械臂机构设计及运动规划
自由度数目少于其位形空间维数，表现出欠驱动特性，因此可用较少的控制输入来确定其在较多空间维数的位形空间内的运动。驱动装置的减少有利于设计出结构更紧凑，重量更轻的多关节机械臂，因此非完整机械臂的研究对开发轻小型机器人、医疗机器人、多指灵巧手等有重要的实际意义。典型的非完整机器人系统有轮式移动机器人、宇宙机器人、体操机器人、水下机器人等，这些机器人系统具有的非完整性和非线性，确定了其运动控制的特点。现有的非完整机械系统研究主要集中于非完整力学以及对现有的非完整
机械设计与制造 2018年7期2018-07-19
- 一种运动分岔并联机构的结构约束与运动模式分析
度数小于约束奇异位形下的瞬时自由度数。约束奇异位形为运动分岔并联机构不同运动模式进行切换的初始位形,为保证机构运动的可控,伺服电机数应为机构的瞬时自由度数。虽然学者们提出了一些特色鲜明的可重构并联机构,但目前已知的具有连续变自由度特性的运动分岔并联机构仍然较少,这类机构的结构综合、结构约束、自由度及运动模式分析等问题都是值得深入研究的机构学基础问题。本文提出一种具有运动分岔特性的新型并联机构,运用螺旋理论对其结构约束和运动模式进行分析,并分析了其输入选取。
西安交通大学学报 2018年6期2018-06-21
- 钢悬链线立管初始位形及内力分析❋
管(SCR)初始位形和初始内力分析是对其进行动力响应分析的基础，当前国内外学者对SCR的静力位形的建模和求解等已进行了大量研究。Ghadimi[2]采用集中质量法建立立管模型，对立管进行静态分析和动态分析，并与实验结果对比分析，表明该模型的合理性。O’Brien等[3]用类似悬链线索元确定了立管的平衡位形。Jain[4]用有限差分法对lazy-S型立管悬垂段部分进行了静力分析。Daniel等[5]基于悬链线位形附近小位移假设，利用线性理论导出了平衡方程，研
中国海洋大学学报（自然科学版） 2018年10期2018-01-14
- 基于螺旋理论的6R串联工业机器人奇异位形分析*
联工业机器人奇异位形分析*李 丽1a，房立金1b，王国勋2(1.东北大学 a.机械工程与自动化学院;b.机器人科学与工程学院，沈阳 110189；2. 沈阳理工大学 机械工程学院，沈阳 110159)针对6自由度串联工业机器人，对其工作空间中的奇异位形进行了分析。基于旋量理论，运用旋量指数积(POE)方法对机器人进行运动学建模，得到正运动学方程，并基于旋量指数积法对速度雅克比矩阵进行了推导。根据机器人处于奇异位形时的条件，对雅克比矩阵的行列式进行求解，从而
组合机床与自动化加工技术 2017年12期2017-12-22
- 一类非完整机械手的链式变换特性及其运动规划方法
避链式逆变换奇异位形的运动规划方法。根据非完整机械手的结构特点分离出广义坐标向量中的自由变量，将其边界值作为控制输入中的待定系数进行求解。对于非完整机械手在链式逆变换过程中出现的奇异性问题，提出令链式空间中一条轨迹向关节空间映射有解的不等式约束条件，利用增加附加位形约束的方法来规避非完整机械手的链式逆变换奇异位形。仿真与实验结果证明了运动规划算法的可行性与有效性。非完整机械手； 链式变换； 奇异位形；运动规划0 引言机器人运动学方程中，对时间的导数不能积分
中国机械工程 2017年16期2017-08-31
- 六自由度混联机构雅可比矩阵求解及奇异位形分析
比矩阵求解及奇异位形分析周 辉1, 3, 丁 锐1, 3, 曹浩峰1, 3, 曹 毅1, 2, 3(1. 江南大学 机械工程学院, 江苏 无锡 214122；2. 上海交通大学 机械系统与振动国家重点实验室,上海 200240；3. 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室, 江苏 无锡 214122)提出一种由2个不同的三自由度并联机构串接而成的混联机构, 针对下端和上端并联模块分别建立速度雅可比矩阵, 然后通过上下两个并联模块的运动关系, 建立整个混联机构
东华大学学报（自然科学版） 2017年3期2017-08-01
- 平面3-RRR并联机构的自激振动实验研究*
RRR并联机构的位形和关节驱动两方面,研究了位形的奇异性和驱动电机的伺服增益对机器人自激振动现象的影响.首先建立了平面3-RRR并联机构的运动约束方程,求导得到速度约束方程和加速度约束方程,给出位置、速度、加速度的正、逆解,利用速度雅可比矩阵分析奇异特性;然后搭建了实验系统,分析驱动电机的控制原理,分别测试在奇异位形和非奇异位形的自激振动,通过传感器测试驱动关节的位移、速度和加速度,并进行正解得到动平台的位置和加速度,正解得到的加速度与动平台实测加速度吻合
华南理工大学学报（自然科学版） 2017年5期2017-07-18
- 基于旋量理论的四自由度抓取机械手奇异位形分析
度抓取机械手奇异位形分析刘青松，袁 杰，钱建华（中科华核电技术研究院有限公司，广东 深圳 518124）机构奇异位形是影响机构运动学性能的重要因素之一，机械手的奇异位形可导致机构锁死、控制复杂化、危害人员安全等问题．本文针对四自由度抓取机械手采用旋量理论对该机械手进行了运动学分析，并推导出了机械手奇异位形，采用随机取点法验证了旋量方法的可行性．在此基础上，利用MATLAB Robotics对奇异位形进行了仿真分析．仿真结果表明，应用旋量理论求解的奇异位形数
河北工业大学学报 2016年1期2017-01-06
- 复杂等离子体带电颗粒的稳态分布特性研究
中带电颗粒的稳态位形分布的影响.数值模拟结果表明，带电颗粒的初始浓度对其稳态的位形分布有重要的影响.为了进一步分析不同浓度下的位形特征，对系统的静态结构因子进行了讨论，更详细地反映出各种位形呈现的相分布.复杂等离子体；分子动力学方法；静态结构因子0 引 言复杂等离子体由大量带电粒子和少量中性粒子组成.它在宇宙中普遍存在，在星际云、行星际空间、彗星尾部空间，大行星冕层，夜光云[1-2]的大气中间层以及地球周围的大气层中都能发现它的身影.过去有关等离子体的研究
杭州电子科技大学学报(自然科学版) 2016年1期2016-10-27
- 预应力条形钢拉板索穹顶及施工全过程分析
钢拉板索穹顶结构位形在建造过程中经历了悬垂状态、调整状态和刚化状态；提升索和牵引索的拉力在钢拉板外端点接近外支座时会有较大提高；条形钢拉板在整个施工过程中均保持弹性状态,且最终位形与索杆单元模拟的脊索位形相差不大,证明了新型预应力钢拉板索穹顶结构的可行性.钢拉板;索穹顶;非线性动力有限元;找形;全过程分析TU393.3;TU745.2A1001-0505(2016)05-1051-06索穹顶结构是一种根据美国建筑师富勒提出的张拉整体思想形成的全张力结构[1
东南大学学报（自然科学版） 2016年5期2016-10-24
- 电荷摆球平衡问题
细分析了平衡稳定位形和稳定性与各参数的关系.电荷摆球平衡稳定性中学物理力电模块一个常见的模型是电荷摆球，一个带电小球B固定，另一个带电(同种电荷)小球A悬挂，求体系平衡时的位形.固定小球B，悬挂点O，悬挂小球A这三者位置没有限制，可以任意摆放.如果出题者偏要把固定小球放在悬挂点的下方，这时就会出现文献[1]所指出的“陷阱”问题，当两个小球电量完全消失后，用力相似三角形和极限法计算得到的绳子拉力不一样.我们先分析一般情况，说明“陷阱”问题的根源，然后就特殊情
物理通报 2016年6期2016-09-05
- 会切磁场推力器低频振荡特性
随工作参数和磁场位形的变化特性,并针对推力系统外回路对低频振荡的影响进行了研究。结果表明,在高质量流量下,随着放电电压的增加,会切磁场推力器的工作模式从高电流模式转换为低电流模式。在高电流模式下,放电电流具有高振幅、低频率的特征,羽流比较模糊,并且电流振荡幅值随着放电电压增大呈先增大后降低的趋势,而对应的振荡频率随着放电电压的增大而增大。在低电流模式下,放电电流具有低振幅、高频率的特征,羽流有两条明显的亮线,并且电流振荡幅值和频率均随放电电压的增大而增大。
中国空间科学技术 2016年1期2016-02-13
- 基于可操作度的机器人最优初始位形研究
的机器人最优初始位形研究伍玉霞 蒋红梅（桂林电子科技大学信息科技学院，广西 桂林 541004）冗余度机器人的初始位形的选择是很重要的。文章以可操作度为性能指标，给出了数学规划模型来选择机器人最优初始位形，使机器人避免奇异的初始位形，让其处于灵活性最优的位形。算例仿真结果表明，用文章中数学规划模型优选出的机器人位形是灵活性最好的位形。冗余度机器人；初始位形；可操作度1 引言冗余度机器人是指完成某一特定任务时，机器人具有多余的自由度。多余的自由度可用来改善机
大众科技 2015年11期2015-11-24
- 基于最优初始位形的冗余度机器人可操作度优化*
4）基于最优初始位形的冗余度机器人可操作度优化*唐碧秋，杨 帆，唐 焱（桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林 541004）冗余度机器人的初始位形对关节轨迹规划有很大影响。提出了一种基于最优初始位形的机器人可操作度优化方法，在以可操作度为性能指标对机器人的关节轨迹进行规划时，如果以优化出的可操作度最优的位形为初始位形，就可以提高执行任务初期的可操作度。算例仿真结果表明，这种基于最优初始位形的机器人可操作度优化方法可以提高机器人在执行任务开始时的可操作度，
组合机床与自动化加工技术 2015年1期2015-11-03
- 3—PUU并联机构的运动学分析
导出该机构的奇异位形位置，为动平台的轨迹规划奠定了基础。用极限边界搜索法求得 3-PUU并联机构的工作空间。关键词：3-PUU；运动学分析；奇异位形1.自由度的计算在三维空间直角坐标系中，n活动构件共有6（n-1）个自由度。在3-PUU并联机构中，令约束数目为g，第i个运动副的约束数目为ui，则该机构的自由度数目为：3.雅克比矩阵和奇异位形在向量微积分中，雅可比矩阵是一阶偏导数以一定方式排列成的矩阵，其行列式称为雅克比行列式。并联机构的雅克比矩阵可以判断机
求知导刊 2015年8期2015-05-30
- 工业机器人奇异位形分析
）工业机器人奇异位形分析Singularity analysis of industrial robots王春暖1，秦亚萍2，李伟娟3（包头职业技术学院数控技术系，内蒙古 包头 014030）奇异位形是工业机器人机构的固有特性，当工业机器人处于奇异位形时，对于给定的轨迹控制和运动控制都无法准确实现，本文对工业机器人出现奇异位形的原因进行了简单分析，为初学者在操作机器人时避免奇异位形或是解决机器人通过奇异位形进行轨迹控制提供一点参考。机器人；自由度；奇异性，
橡塑技术与装备 2015年18期2015-02-15
- 冗余驱动消除Stewart 并联机器人奇异位形
然而，在该机构的位形空间内存在大量复杂的奇异位形，机构在奇异位形附近工作时，运动学及静力学性能将会变差;另外，由于奇异位形的存在，机构的有效工作空间将进一步缩小。为进一步提高并联机器人机构的各项性能，应尽可能避开奇异位形或消除奇异位形对机构的不良影响。Nakamura Y 等［2］和Chiaverini S 等［3］从消除奇异位形对运动精度、笛卡尔刚度以及机构的动力学性能等方面进行了研究;基于反螺旋理论，郭盛等［4］提出了一种构造可避免任何可能的运动平台奇
服装学报 2015年5期2015-01-15
- 高速平面并联机器人动态分析与实验*
对机构的两个典型位形的动态响应进行分析；其次，建立了由3-RRR轻型并联机构和控制系统组成的实验装置，对理论分析进行了验证。结果表明，在位形2，理论分析和实验一致，即机构的残余振动很快衰减；在位形1，理论分析与实验两者不同，实验测量的动态响应为自激振动，而数值仿真得到衰减的残余振动。同时，结果也表明机构在不同位形有不同的动态响应。平面并联机器人；高速；弹性动力学；残余振动引 言和串联机构相比，并联机构具有高定位精度、更高的加速度和负载能力等［1］优点，因而
振动、测试与诊断 2015年4期2015-01-12
- 高速平面并联机器人动态分析与实验*
对机构的两个典型位形的动态响应进行分析；其次，建立了由3-RRR轻型并联机构和控制系统组成的实验装置，对理论分析进行了验证。结果表明，在位形2，理论分析和实验一致，即机构的残余振动很快衰减；在位形1，理论分析与实验两者不同，实验测量的动态响应为自激振动，而数值仿真得到衰减的残余振动。同时，结果也表明机构在不同位形有不同的动态响应。平面并联机器人；高速；弹性动力学；残余振动引 言和串联机构相比，并联机构具有高定位精度、更高的加速度和负载能力等［1］优点，因而
振动、测试与诊断 2015年4期2015-01-12
- 新型空间5 自由度并联机构的奇异位形分析与规避*
.当机构出现奇异位形时，其自由度会发生变化，使机构失去控制，甚至对机构造成破坏［5-6］.因此，奇异位形分析与规避是并联机构设计中的重要研究内容.目前，并联机构奇异性的研究方法主要有基于机构输入、输出速度的分析方法，Grassmann线几何法，基于矩阵的分析方法以及基于螺旋理论的分类方法等［7］.很多学者对并联机构奇异位形的规避也做了研究.Yiu 等［8］提出利用冗余驱动来消除奇异，然而该方法只能消除机构的驱动奇异，对运动奇异通常没有效果，同时可能会产生新
华南理工大学学报（自然科学版） 2014年11期2014-08-16
- 非对称3-(2SPS)并联机床的灵巧度分析
机床的尺寸参数和位形有关［3］，基于这个特点，该矩阵对机床的灵巧度研究有很大的帮助。3 灵巧度分析灵巧度是衡量操作空间随着关节空间变化而变化的敏感度。灵巧度有3 个度量指标［4］:逆Jacobin 矩阵的条件数、最小奇异值和可操作性，分别反映机床的各向同性、响应速度和可操作性。一般情况下，各向同性最能体现机床的灵巧度规律，文中在此只对机床的各向同性进行研究。操作空间速度向关节空间映射时存在如式(6)所示的关系:式中:v 是关节输入速度，u 是末端操作手的速
机床与液压 2014年3期2014-03-17
- 基于非瞬时支链位形设计的并联机构内部奇异消除方法研究
030 引言奇异位形是机构的工作空间中存在无法运动或瞬时运动无法确定的位形。在奇异位形附近，机构的刚度、精度等性能指标都会变差。相对于串联机构来说，并联机构的奇异位形更为丰富、复杂，因此如何规避或消除奇异是并联机构研究领域的一个难题。冗余驱动方法是目前提出的减少或消除奇异的一种有效方法。该方法通常是在正常机构的基础上将一部分被动关节变为主动关节，或者在保证机构自由度不变的前提下，增加新的支链，并在该支链上引入冗余驱动［1］。前者虽然简单，但由于在被动关节上
中国机械工程 2012年15期2012-07-25
- 基于TEQ的固定边界托卡马克等离子体平衡模拟
面，磁面也是平衡位形的等压面，且j只有在磁面上的分量［6］，由此可得：其中，Ψ和F分别为相对于对称轴r＝0的角向磁通和电流通量。轴对称等离子体的MHD平衡由准线性椭圆方程（2）和方程（3）来决定。一般情况下，给定P（ψ）和f（ψ）的具体函数形式，加上合适的边界条件，就可以解出ψ＝ψ（R，Z），已知ψ后，就可以给出平衡位形的所有物理量［7］。在给定P（ψ）和q（ψ）求解平衡问题时，考虑角向磁通的守恒条件为：其中，ψm为磁轴处的角向磁通；ψb为边界处的角向磁通
合肥工业大学学报（自然科学版） 2012年3期2012-07-18
- 霍尔推力器磁场位形及其优化的数值研究
)霍尔推力器磁场位形及其优化的数值研究邓立赟 蓝红梅 刘 悦†(大连理工大学物理与光电工程学院，大连 116024)(2010年4月20日收到;2010年5月6日收到修改稿)基于麦克斯韦方程，在轴对称假设下建立了霍尔推力器磁场的数学模型.用有限差分方法对模型进行了离散.给出了数值求解模型的迭代法.通过对模型的数值求解，得到了相应的数值结果.通过对所得数值结果的分析，研究了磁场线圈电流变化对霍尔推力器磁场位形的影响.通过调整磁场线圈电流的大小找到了理想磁场位
物理学报 2011年2期2011-10-23
- 基于Corsica的EAST等离子体平衡计算
欧姆放电中的平衡位形建立进行了模拟，给出重要等离子体的参数剖面信息，如等离子体电流密度、温度分布等剖面。在建立平衡位形基础上开展了放电模拟研究，给出脉冲放电中电流和等离子体位置的演化结果。1 物理模型Corsica是一个二维平衡结合一维输运的1.5维平衡演化程序，用于托卡马克等离子体演变和诊断的模拟，是由美国LLNL(Law rence Livermore National Laboratory)开发的，被引入到中国科学院等离子体物理研究所。目前该程序已在
合肥工业大学学报（自然科学版） 2011年4期2011-03-15
- 分子量子点中声子辅助的Kondo效应
电极处于平行磁化位形时,会呈现出与反平行位形明显不同的输运行为.尤为显著的是,声子效应导致隧穿磁阻TMR随偏压在正负值间交替变化,这暗示了TMR是探索Kondo共振特征行为的一个更为有效的工具.铁磁电极;电声子耦合;Kondo效应;隧穿磁阻巨磁电阻效应被发现以后,磁纳米结构中的自旋极化输运,尤其是与铁磁电极耦合的量子点、纳米晶体、纳米管或者单分子等系统中的单电子隧穿问题成为备受关注的研究热点,这主要是由于它们在磁电子学以及量子计算方面有非常大的潜在应用价值
山西大学学报（自然科学版） 2010年2期2010-11-02
- 磁场位形对微波ECR等离子体电子参数的影响
之一,不同的磁场位形将直接影响ECR等离子体的参数和性能,因此研究磁场位形对微波ECR等离子体参数的影响对其可控利用有重要作用.目前微波ECR等离子体的研究中,磁场位形较多都利用发散场[5-6],结合磁镜场来研究等离子体参数的工作还比较少.本文分别在发散场和磁镜场条件下,测量了微波ECR等离子体电子参数,研究了两种磁场位形对微波ECR等离子体电子参数的影响,并分析了其影响机制.1 实验装置图1为自行研制的微波ECR等离子体装置示意图.微波源产生2.45 G
武汉工程大学学报 2010年9期2010-05-29