冗余并联机构的精度分析
一种冗余并联机构的探讨
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合理的方法 ，才能使设计结果达到理想的程度。 ２．１ 建模
由于建 模 的方法 步 骤各 种 各样 ，并 且 相 对 于机 构 来 说 ，由于各 组 成部 件 的基 本 结构 也 比较简 单 ，并 且 很 多 都 是标 准 零 件 ，如 导 轨 ，丝杠 ，很 多 公 司提 供 标 准部 件 模 型下 载 服务 ，这也 给 我 们 的建模 过 程 减 轻 了很 多工作 量 。可 以根据 设计 要求 ，选 用相 应公 司
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ａ Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｍ ａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌ
ＬＩ Ｂｉｎｇ
（Ｊｉａｎｇｓｕ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｈｕａｉａｎ Ｊｉａｎｇｓｕ ２２３００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｄｅｓｉｇｎｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｃｕｔｔｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎ ｓｅｒｉｅｓ ａｎｄ ｐａｒａｌｌｅ１．Ｔｈｅ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｃｕｔｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｐａｒａｌｌｅｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｓｅｒｉｅｓ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｐａｒａｌｌｅｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｕｓｉｎｇ ｔｒｉｐｔｅｒｏｎ ｐａｒａｌｌｅｌ ｒｏｂｏｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｐａｒａｌｌｅｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｕｓｉｎｇ ｔｆ ｉｐｔｅｒｏｎ ｐａｒａｌｌｅｌ ｒｏｂｏｔ ｓｔｒ ｕ ｃｔｕｒｅ，ｂｙ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ，ｌｉｎｅａｒ ｇｕｉｄｅ，ｂａｌｌ ｓｃｒｅｗ，ｓｌｉｄｉｎｇ ｓａｄｄｌｅ，Ｄｉｎｇ Ｃｈａｎｇｄａ ａ ｒｍ ，ｆ ｉｘｅｄ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｓｍａｌｌ ａｒｍ，ｍｏｖｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ，ｌａｓｅｒ ｃｕｔｔｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅｒｉｅｓ；ｐａｒａｌｌｅｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ；ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ；ｃｕｔｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ
冗余驱动并联机械手运动精度校准方法研究
冗余驱动并联机械手运动精度校准方法研究
张凯;孙德全;刘石林
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】针对冗余驱动并联机械手(RAPM)的运动精度,以某三自由度主轴头为例,提出了一种基于最小误差模型的运动精度校准方法。
首先通过消除冗余几何源误差,建立包含最少几何源误差的最小误差模型,采用蒙特卡罗模拟进行几何源误差灵敏度分析,研究各几何源误差对终端精度的相对影响。
在此基础上提出了粗校准和精校准相结合的分层辨识策略,以实现冗余驱动并联机械手的精度校准。
最后通过校准实验测试表明,所提出的校准方法能够大幅降低冗余驱动并联机械手的终端误差,验证了所提校准方法的有效性。
【总页数】8页(P317-324)
【作者】张凯;孙德全;刘石林
【作者单位】郑州旅游职业学院机电工程学院;河南科技大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH16
【相关文献】
1.采用冗余驱动提高并联机床精度的研究
2.采用过约束冗余驱动提高球面并联机构精度容错能力的研究
3.冗余驱动并联机械手的混合位置/力自适应控制
4.遗传算法
优化的运动冗余3-PRRR平面并联机械手控制研究5.采用混合算法优化的3⁃P RRR并联冗余机械手驱动力矩研究
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冗余驱动并联机构运动学分析与驱动优化研究的开题报告
冗余驱动并联机构运动学分析与驱动优化研究的开题报告题目：冗余驱动并联机构运动学分析与驱动优化研究一、研究背景并联机构是一种重要的机构形式，具有很多优点，如结构简单、负载能力高、刚度大等。
但在实际工程应用中，由于平台姿态受到机构结构的限制，机构的运动空间和工作空间存在局限性。
为了解决这个问题，人们提出将冗余自由度引入并联机构中，能够扩展其运动自由度和工作空间，提高其性能和适用范围。
此外，在机构设计中驱动方式的选择也对机构性能和适用范围有着重要的影响。
因此，对冗余驱动并联机构的运动学分析和驱动优化进行研究，对于提高并联机构的性能和适用范围具有重要的理论意义和工程应用价值。
二、研究内容1.冗余驱动并联机构运动学分析：分析冗余驱动并联机构的运动学特性和数学模型，确定控制参数，分析驱动方式的影响，并建立数学模型。
2.冗余驱动并联机构驱动优化：研究冗余驱动并联机构的驱动方式和控制策略，优化驱动方案和参数，提高机构的性能和适用范围。
三、研究方法1.理论研究：分析冗余驱动并联机构的运动学特性和数学模型，确定控制参数，分析驱动方式的影响，并建立数学模型。
2.仿真模拟：通过ANSYS、ADAMS等仿真软件对冗余驱动并联机构进行模拟，模拟机构的运动学特性和运动轨迹，评估驱动方案和控制策略的优劣。
3.实验研究：设计并搭建具有冗余驱动的并联机构样机，进行实验研究，验证理论分析和仿真模拟结果，提高机构的性能和适用范围。
四、预期成果1. 建立冗余驱动并联机构的数学模型，分析控制参数和驱动方式对机构性能和适用范围的影响。
2.提出优化驱动方案和参数的方法和策略，提高机构的性能和适用范围。
3.设计搭建冗余驱动并联机构样机，验证理论分析和仿真模拟结果，提高机构的性能和适用范围。
五、研究价值本项目的研究成果能够对提高并联机构的性能和适用范围具有重要的理论意义和工程应用价值，能够推进并联机构在工程应用中的广泛使用。
《6PUS-UPU冗余驱动并联机器人的冗余力控制实验研究》范文
《6PUS-UPU冗余驱动并联机器人的冗余力控制实验研究》篇一一、引言随着机器人技术的快速发展，并联机器人因其在高精度、高速度和高负载能力方面的优势，被广泛应用于各个领域。
然而，如何有效地控制并联机器人的运动和力成为了一个重要的问题。
本论文旨在通过实验研究，对6PUS-UPU冗余驱动并联机器人进行冗余力控制，以期实现更高的操作精度和稳定性。
二、6PUS-UPU冗余驱动并联机器人概述6PUS-UPU冗余驱动并联机器人是一种新型的并联机器人，具有六个独立的运动驱动装置和一个额外独立位置的调节器（即“UPU”单元）。
这种结构使得该机器人具有更高的灵活性和更强的冗余性，能够更好地应对各种复杂的工作环境。
三、冗余力控制方法在并联机器人的控制中，冗余力控制是一种重要的方法。
该方法通过引入额外的力控制量，使得机器人在运动过程中能够根据需要调整各个驱动器的输出力，以达到优化性能和增强稳定性的目的。
在6PUS-UPU冗余驱动并联机器人的控制中，我们采用了基于优化算法的冗余力控制方法。
四、实验设计与实施为了验证冗余力控制方法的有效性，我们设计了一系列实验。
首先，我们建立了机器人的数学模型，并利用仿真软件对冗余力控制方法进行了初步验证。
然后，我们设计了一个实验平台，用于实际测试机器人的性能。
在实验中，我们采用了多种不同的任务和场景，以检验机器人在不同条件下的表现。
五、实验结果与分析通过实验数据，我们可以看到采用冗余力控制方法的6PUS-UPU冗余驱动并联机器人在各种任务和场景下均表现出了较高的精度和稳定性。
与传统的并联机器人相比，该机器人在面对复杂的工作环境和任务时，能够更好地调整自身的输出力，以适应不同的需求。
此外，我们还发现，在采用优化算法的情况下，机器人的运动轨迹更加平滑，速度和加速度的波动也得到了有效控制。
六、结论本论文通过实验研究，对6PUS-UPU冗余驱动并联机器人的冗余力控制进行了深入探讨。
实验结果表明，采用冗余力控制方法的机器人具有更高的精度和稳定性，能够更好地适应各种复杂的工作环境和任务。
一种冗余约束并联机构运动学分析
何法与反变换法相结合的方法对一种模块化的六自由度串联机
器人进行了运动学分析并成功求解出了该串联机器人的逆运动
学解析解遥 相对于数值求解方法袁由封闭解法求出的解析解精度
高尧 求解速度快袁 所以封闭解法是机器人运动学求解的常用方
法袁 只有在无法求出解析解的情况下才会采用数值方法对机器
人进行运动学分析遥
针对并联机构的运动学分析袁其难点在于正运动学求解遥 本
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一种冗余约束并联机构运动学分析
一种冗余约束并联机构运动学分析
运蚤灶藻皂葬贼蚤糟泽 粤灶葬造赠泽蚤泽 燥枣 葬 砸藻凿怎灶凿葬灶贼 悦燥灶泽贼则葬蚤灶藻凿 孕葬则葬造造藻造 酝藻糟澡葬灶蚤泽皂
沈南燕 禹 壮 李 静 叶 飞 耿 亮 王梓睿
渊上海大学上海市智能制造及机器人重点实验室袁上海 圆园园源源源冤
由上述并联机构的结构约束条件可知院
则员 越则圆 越怎员圆 越怎圆圆 越咱怎曾 怎赠 怎扎 暂
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心 点 袁月 为 月员月圆 的 中 点遥 粤员尧粤圆尧粤猿 分别是该 三根直动链与动平台连
接 副 的 中 心 点 关节变量 择蚤渊蚤越员噎猿冤 分 别 为 粤员月员尧粤圆月圆尧粤猿月猿 的 长 度 遥 吟粤员粤圆粤猿 和
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并联机器人的雅可比,可操作性,条件数和精度
并联机器人的雅可比，可操作性，条件数和精度（翻译论文）虽然在最早的机器人研究中就已经有了雅可比矩阵的概念、可操纵性、条件数的概念，但是它们的真正意义并不是很好理解。
在本文中，我们重新审视这些作为并联机器人优化设计精度指标的概念。
首先，我们指出，通常的雅可比矩阵的输入—输入方程可能不足以分析平台的定位误差。
然后我们检验可操纵性的概念，表明其经典的解释是错误的。
我们考虑各种常见的局部灵巧指数，其中大部分是基于雅可比矩阵的条件数。
值得注意的是，即使对于一个给定的机器人，在一个特定的姿态也会有各种各样的条件数，这些条件数之间都不一致，和我们想得到的精度指标也不一致。
然后考虑了全局调节指数。
除了存在基于错误的局部准确性指数的问题外，还有一个忽略了大部分时间而进行计算的计算问题。
最后，我们检验了其他哪些指标可用于优化设计，并且介绍了计算它们的难度。
1 引言我们将使用一个相对通用的非冗余并联机构的定义。
当一个机构用至少两个运动链来控制自由度n<6的末端执行器时，我们定义它为并联机构，而其他的6-n 个自由度是一个恒定值通过单自由度驱动关节控制。
此外，如果将驱动器锁定，则末端执行器的自由度为0，非驱动关节有一个单自由度。
这样的定义涵盖了经典的六自由度机器人，比如Gough 和Hexa 平台，还有少于六自由度的机构，如Delta 和3-UPU 机构。
如今，并联机构的应用领域越来越广，如望远镜、精定位装置、包装速度快、机床、医疗。
对尺寸非常的敏感是并联机构优化设计的一个关键问题。
最优设计的方法有静力学性能指标。
精度显然是许多应用中的一个关键问题。
并联机构也有串联机构的一些关键问题，因此，针对这些问题做了很多广泛的研究，定义除了很多准确性指标，这些结果已经应用到并联机构上。
本文的目的是检验这些指标是否适用于并联机构。
雅可比矩阵和逆雅可比矩阵用于研究末端执行器的定位精度的，为了这个目的，很有必要研究它们的概念。
冗余并联机构的精度分析
冗余并联机构的精度分析作者：殷小龙来源：《科技资讯》 2015年第11期殷小龙（大连大学机械工程学院辽宁大连 116622）摘要：精度和误差是并联机构的重要评价指标，在实际工程中，对并联机构都有很高的精度和误差的要求。
在理论上，并联机构应该比串联机构的精度更高，但由于并联机构具有奇异位形，因此并联机构的精度甚至还没有串联机构高。
该文求出了2自由度非冗余并联机构和冗余并联机构的精度和误差表达式，分析了一类奇异点和二类奇异点在精度方面的差别。
同时指出，要想部分甚至于完全消除机构的奇异位形，引入驱动冗余这一概念是个非常好的方法。
关键词：精度奇异位形驱动冗余中图分类号：TH112 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（b）-0060-01并联机构的精度是并联机构中的重要参数和指标之一。
末端执行器的位置和姿态的定位精度或误差叫做并联机构的精度或误差。
并联机构无需考虑姿态的精度和误差，只需研究位置的精度和误差[1]。
并联机构杆件的几何误差、控制误差和震动误差等都会引起并联机构的误差，该文只研究并联机构的几何误差[2]。
几何误差的诱发因素主要有驱动关节的误差、关节安装位置误差和关节的制造误差。
其中最重要的因素就是驱动关节误差的影响。
1 非冗余并联机构的精度分析当B的行列式为0时，第一类奇异性触发，此时的末端执行器位于工作空间的边界，无需考虑精度问题。
当A的行列式和B的行列式都为0时，机构不再运动，也无需考虑精度问题[3]。
当A的行列式为0时，第二类奇异性触发，需要考虑此时的位形对精度的影响。
2 冗余并联机构的精度分析3 结语对于非冗余并联机构，误差最大值在第二类奇异曲线上。
在除去奇异曲线的其他区域内，越靠近奇异位形，机构的误差也就越大。
对于冗余并联机构，误差最小的地方在工作空间的中心，越接近工作边界误差越大。
参考文献[1] Y uefa Fang，Lung-Wen Tsai.Structure Snythesis of a Class of 4-DOF and 5-DOF parallel Manipulator with Identical Limb Sturctures[J].The International Journal of Robitcis Research，Vol.21 No.9， September 2014，pp 799-810.[2] X ianwen Kong，Clement M.Gosselin.Type Synthesis of 3T1R 4-DOF Parallel Manipulators Based on Screw Theory[J].IEEE TRANSACTIONS ON ROBOTICS AND AUTOMATION，VOL.20，NO.2，APRIL 2004.[3] 杨廷力.机器人机构拓扑机构学[M].北京：机械工业出版社，2004.[4] C leary K.et Arai T.A prototype parallel manipulator：kinematics construction，software， workspace results and singularity analysis[J].In IEEEInt.Conf.on Robotics and Automation， pages 566-571，Sacramento，11-14 Avril2013.。
《6PUS-UPU冗余驱动并联机器人的冗余力控制实验研究》范文
《6PUS-UPU冗余驱动并联机器人的冗余力控制实验研究》篇一一、引言随着机器人技术的不断发展，并联机器人因其高精度、高效率及高稳定性的特点，在工业、医疗、军事等领域得到了广泛应用。
6PUS-UPU冗余驱动并联机器人作为一种新型的机器人结构，具有更高的灵活性和适应性。
然而，其复杂的运动学和动力学特性使得其控制问题变得尤为复杂。
特别是其冗余力控制问题，已成为该类机器人研究的重要方向。
本文将针对6PUS-UPU冗余驱动并联机器人的冗余力控制进行实验研究，旨在为该类机器人的应用提供理论依据和技术支持。
二、6PUS-UPU冗余驱动并联机器人概述6PUS-UPU冗余驱动并联机器人是一种具有六个独立驱动的UPS（Universal Parallel Steering）腿和PU（Parallel Unscrewing）模块的机器人。
该机器人结构复杂，具有较高的灵活性和适应性，可广泛应用于各种复杂环境下的作业任务。
然而，其冗余驱动和冗余力控制问题使得其控制难度较大。
三、冗余力控制方法针对6PUS-UPU冗余驱动并联机器人的冗余力控制问题，本文采用了一种基于优化算法的冗余力控制方法。
该方法通过优化机器人的运动轨迹和驱动力分配，实现机器人在完成作业任务的同时，尽可能地减小机器人的能耗和应力。
具体而言，该方法首先建立机器人的动力学模型，然后根据作业任务的需求，设计出合适的优化目标函数。
通过求解该目标函数，得到机器人的最优运动轨迹和驱动力分配。
四、实验设计为了验证上述冗余力控制方法的有效性，我们设计了一系列的实验。
首先，我们搭建了6PUS-UPU冗余驱动并联机器人的实验平台，并对其进行了详细的参数标定和性能测试。
然后，我们设计了多种不同的作业任务，包括搬运、装配、打磨等。
在每种任务中，我们分别采用传统的力控制方法和基于优化算法的冗余力控制方法进行实验。
五、实验结果与分析通过对比实验结果，我们发现，基于优化算法的冗余力控制方法在6PUS-UPU冗余驱动并联机器人的控制中具有显著的优越性。
《基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取研究》范文
《基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取研究》篇一一、引言随着机器人技术的快速发展，并联机构在许多领域如精密制造、自动化生产以及复杂空间任务中发挥着越来越重要的作用。
而冗余驱动并联机构作为一种具备更高级功能和更强健性的机构，能够提供更好的工作性能和可靠性。
其设计中的一个关键问题便是如何根据性能指标进行合理的输入选取。
本文旨在研究基于性能指标的冗余驱动并联机构的输入选取方法，以期为并联机构的设计与优化提供理论依据。
二、冗余驱动并联机构概述冗余驱动并联机构是指在传统的并联机构基础上增加一定数量的驱动装置，使机构具有更强的运动能力和灵活性。
这些冗余的驱动可以有效地减小外部干扰和机构内部的力学扰动，从而提高了系统的可靠性和精度。
然而，由于冗余驱动带来的多种可能的驱动组合，使得输入选取成为了一个需要深入研究的课题。
三、性能指标体系的建立在进行输入选取之前，首先要建立一套科学的性能指标体系。
这些指标包括机构的运动精度、速度、力矩等，同时也应包括机构的稳定性和可维护性等。
此外，对于特定应用场景下的并联机构，还需要考虑任务完成速度、能耗等指标。
通过综合分析这些指标，我们可以对并联机构的性能进行全面评估。
四、输入选取方法研究在建立好性能指标体系后，如何根据这些指标进行输入选取是本文的重点研究内容。
本文提出了一种基于遗传算法的输入选取方法。
该方法首先根据性能指标的要求设定一个目标函数，然后通过模拟自然界的遗传和进化过程，寻找最优的输入组合。
在寻找过程中，算法会不断调整输入组合，以使目标函数达到最优值。
五、实验与分析为了验证所提方法的有效性，我们进行了多组实验。
实验中，我们分别对不同类型和规模的冗余驱动并联机构进行了输入选取，并对比了不同方法的效果。
实验结果表明，基于遗传算法的输入选取方法能够有效地找到最优的输入组合，使并联机构的性能达到最优。
六、结论与展望通过本文的研究，我们发现基于性能指标的冗余驱动并联机构的输入选取方法对于提高机构的性能具有重要意义。
并联机构精度评估
并联机构精度评估并联机构精度评估并联机构是一种由多个连杆组成的力学结构，常用于工业机械和机器人的设计中。
评估并联机构的精度对于确保其性能和功能的可靠性至关重要。
下面将按照逐步思考的方式，介绍如何进行并联机构精度评估。
第一步：确定评估指标首先，我们需要确定评估并联机构精度的指标。
常见的指标包括位置精度、角度精度、重复精度和刚度等。
位置精度是指机构输出位置与预期位置之间的偏差，角度精度是指机构输出角度与预期角度之间的偏差，重复精度是指机构在多次运动过程中输出位置或角度的重复性。
刚度则与机构的刚性有关，即在受力情况下的变形程度。
第二步：制定测试方案制定合适的测试方案是评估并联机构精度的关键。
根据评估指标，我们可以设计相应的测试方法。
例如，对于位置精度的评估，可以使用激光测距仪或编码器等设备来测量机构输出位置与预期位置之间的偏差；对于角度精度的评估，可以使用角度传感器来测量机构输出角度与预期角度之间的偏差。
第三步：进行测试在进行测试之前，需要确保测试环境的稳定性和准确性。
例如，要消除机构自身的振动和干扰，可以使用减振器和隔离器等设备。
然后，按照测试方案进行实际测试。
对于每个评估指标，可以进行多组测试，并取平均值来减少误差。
测试结果需要记录并进行分析。
第四步：分析结果对测试结果进行分析是评估并联机构精度的关键步骤。
可以使用统计方法，如计算平均值、标准差和极值等，来评估机构的精度水平。
根据分析结果，可以判断机构是否符合设计要求，并进行进一步的改进和优化。
第五步：验证和验证在分析结果之后，需要进行验证和验证，以确保评估结果的准确性和可靠性。
可以通过与其他测试方法的比较或与已知精度标准的对比来验证结果。
同时，还可以对机构进行长时间运行测试，以检查其稳定性和耐久性。
综上所述，评估并联机构的精度是确保其性能和功能可靠性的重要环节。
通过逐步思考，我们可以确定评估指标、制定测试方案、进行测试、分析结果并进行验证和验证。
冗余并联机构运动学性能分析与优化
冗余并联机构运动学性能分析与优化
陈修龙1蒋德玉1陈林林1王清2
［摘要］摘要:研究了一种4自由度一虎克狡一移动副一球狡/转动副一移动
副一虎克狡冗余并联机构的运动学性能评价指标和优化设计,建立了该并联机构的雅可比矩阵，得到了该机构的3个不同的运动学性能评价指标,即条彳牛数、最小奇异值和可操作性，在此基础上，定义了评价不同位形下运动学综合性能的全局灵巧度系数指标,并分别硏究了不同性能评价指标在并联机构工作空间内的分布规律。
最后,基于全局灵巧度指标，利用遗传算法对冗余驱动并联机构的结构参数进行了优化设计。
为该冗余并联机构的结构设计奠定了理论基础。
【期刊名称】农业机械学报
【年(卷)，期】2016(047)006
【总页数】8
【关键词】冗余并联机构；雅可比矩阵；灵巧度；优化设计
引言
冗余并联机构是输入构件数目多于输出构件自由度数的并联机构,它相对于一般并联机构具有更高刚度、更优的力操作性能和更大的承载能力等优点，目前已成为机器人研究与应用的一个热点［1-3］。
冗余并联机构的灵巧度是评价机构综合运动学性能和衡量机构传递精度的重要指标，也是参数优化设计的重要依据。
迄今，国内外学者在并联机构运动性能分析和优化设计方面取得了一些非常有价值的研究成果［4-16］,针对多种不同的灵巧度评价指标进行了系统的研究,提出了基于不同运动学性能指标的优化设计方法［17-19］,在一定程度上提高了并联机构的运动性能。
但以往硏究主要。
并联机床精度分析论文
并联机床精度分析论文摘要：介绍了并联机床的误差分类及特点。
结合并联机构的特点，应用微分关系建立了并联6-SPS机构位姿误差分析的正解模型，给定各结构参数误差即可得出主轴端的位姿误差。
应用此模型可定量分析结构误差对主轴端位姿误差的影响，为并联机床的精度综合提供了理论依据。
关键词：并联机床；精度分析；位姿误差1并联机床误差基本分类及特点（1）转换误差。
转换误差是并联运动机床所特有的一种误差。
它是由于控制系统中的运动学模型与实际机构运动学之间的差别造成的。
产生这种误差的原因如下：运动学模型含有某些简化和假设，例如万向铰链的轴线与线性轴线不平坦性之间的差异是忽略不计的；并联机构几何参数数量大，相互之间是非线性耦合。
（2）动平台质量所造成的误差。
由于并联运动机床的运动学柔性以及机床刚度在整个工作空间内不是常数，动平台的质量(重力)将导致实际机床结构的静态弹性变形量随机床动平台的位置而变化。
（3）弹性变形。
弹性变形是机床构件在受力后的变形量。
除上面提到的重力外，切削力和加速运动时的惯性力是并联运动机床变形的主要来源。
并联运动机床动态载荷下的精确弹性变形是通过计算方法获得。
（4）振动误差。
并联运动机床的动态刚度取决于它的固有频率，最低固有频率将限制机床的动态性能。
通过刀头点位置测量和控制来进行补偿。
（5）驱动误差。
对于用高速切削的并联机床来说，驱动误差是不可忽视的。
在高速运动的情况下，当驱动力变化，或者改变速度方向时，就不可避免的产生驱动误差，使加工工件的表面质量下降，出现波纹。
（6）热变形。
热变形是一种半静态的、变化缓慢的误差来源，与传统机床一样，它对并联运动机床的工作精度带来不良影响。
并联运动机床的构件大多中高速下运动，发热量较大，加以结构紧凑，散热条件较差，热变形就成为影响机床工作精度的因素。
2误差模型的建立2.1并联6-SPS机构及其坐标系图1是并联6-SPS机构及坐标系示意图，其上、下平台各有6个球铰Ai、Bi(i=1-6)，中间用驱动杆相联。
冗余输入并联机器人的研究
冗余输入并联机器人的研究并联机器人具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点,与目前广泛应用的串联机器人在应用上构成互补关系,因而扩大了整个机器人的应用领域。
冗余输入并联机器人的输入构件(驱动构件)数一般也就多于输出构件自由度数。
由于冗余输入并联机器人的输入构件(驱动构件)较多,因此,与一般并联机器人相比具有更高的刚度、更大的承载能力等特性,适合于重载荷和大加速度的应用场合。
可以预见这类机器人在21 世纪将有广阔的发展前景。
并联机构与串联机构相比具有一些独特的性能,如刚度高、承载能力高、速度高、驱动电机在机架上而使活动构件的重量轻等,它早已引起了国际上众多学者的关注。
并联机器人可以作为航天上的飞船对接器、航海上的潜艇救援对接器、工业上可以作为大件的装配机器人、精密操作的微动器。
自并联机构出现,并联机器人的应用领域不断扩大,特别是在一些需要高精度、高刚度或者高速度而无须很大工作空间的应用领域,并联机器人机构比串联机构越来越受人们的青睐。
冗余输入并联机构是输入构件(驱动构件)数多于输出构件自由度数的并联机构。
由于冗余输入并联机构的输入构件较多,与一般并联机构相比,该类并联机构具有更高的刚度、更大的承载能力和更大的加速度以及更优的性能等特性。
冗余并联机构有广泛应用前景,适合于重载荷和大加速度等应用场合。
目前国际上缺乏系统的冗余并联机构的构型理论和设计方法,国内也欠缺并联机构冗余问题的研究。
由于并联机构在结构刚度、负载能力、运动精度等方面优于传统的串联机构,故已受到广泛重视。
但并联机构的几何特性有很大欠缺,如工作空间小以及工作空间内存在奇异位形等。
从理论上讲,具有六个自由度的机构在其工作空间内可达到任意位置和姿态,但由于奇异位形存在,一些关节运动到相应位置时,会使机构自由度退化,失去一个或几个自由度,再加上在工作空间可能存在障碍,机构就无法满足工作要求。
冗余并联机构能够消除奇异位形、避开障碍、克服关节运动限制和改善动态特性等。
基于冗余并联机构的高性能机床设计与分析
机构性能进行对比。研究结果表明：通过添加冗余驱动的方式使机构性能得到提升。以圆弧曲线为运动轨迹，对
机构进行圆弧轨迹运动过程进行仿真，仿真结果证明该设计的可行性以及机构具有实现任务的能力。
关键词：并联机床；结构冗余；运动学；性能评价；轨迹
中图分类号：TH112
文献标志码：A
文章编号：1672−7207(2019)01−0067−08
第 50 卷第 1 期
中南大学学报(自然科学版)
2019 年 1 月
Journal of Central South University (Science and Technology)
DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2019.01.010
Vol.50 No.1 Jan. 2019
2RP(R)/S-2RPS 结构冗余并联机构，并对机构进行解耦特性和位置逆解计算，利用约束杆长方程求导方法建立速
度输入与输出方程及速度映射矩阵。根据解耦特性对机构伴随运动进行求解，对比冗余机构在相同约束下与非冗
余机构的工作空间。利用雅可比矩阵，对机构静刚度和灵巧性运动性能进行分析，同时将上述机构性能与非冗余
基于冗余并联机构的高性能机床设计与分析
赵福群 1，郭盛 1，徐梓淳 2，李典 1
(1. 北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京，100044； 2. 北京航空航天大学 机械工程及自动化学院，北京，100191)
摘要：为提高并联机构在局部精密加工时的调整姿态能力等运动性能，通过添加冗余驱动的方式，提出一种新型
Design and analysis of high performance machine tool based on redundant parallel mechanism
一种冗余约束并联机构模态分析
沈南燕等：一种冗余约束并联机构模态分析
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零部件的计算模态。然后为了验证求解的计算模态 参数的正确性，采用基于 ＬＭＳ的实验模态分析方 法，求解其实验模态参数，并与基于 ＡＮＳＹＳ求解的 计算模态参数形成对照，验证了 ＡＮＳＹＳ计算模态分 析的有效性。同时上述研究为并联机构在设计加工 中的应用提供了理论指导。 １ 基于 ＡＮＳＹＳ的计算模态分析
ＬＭＳ的实验模态分析。基于 ＡＮＳＹＳ的计算模态分 析是通过有限元方法获取机构的各阶模态参数，并 把机构的模态振型以可视化的形式展示出来。基于 ＬＭＳ的实现 模 态 分 析 是 通 过 施 加 给 机 构 一 个 激 励 信号，并通过传感器获取机构的振动响应信号，从而 获取其各项模态参数。通常情况下，机构的模态分 析是对其进行实验模态分析。
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《计量与测试技术》２０１９年第 ４６卷第 ６期
一种冗余约束并联机构模态分析
沈南燕 禹 壮 李 静（通讯作者） 叶 飞 耿 亮 王梓睿
（上海大学 上海市智能制造及机器人重点实验室，上海 ２００４４４）
摘 要：本文从并联机构在实际应用中的动力学性能出发，为了分析其主要部件的各阶固有频率，本文首先基于 ＡＮＳＹＳ有限元分析方法对并 联机构及其重要零部件进行了模态分析，然后基于 ＬＭＳ的实验方法对并联机构的主要零部件模态进行测试，最后通过对两种方法获取的一阶 固有频率的对比，验证了 ＡＮＳＹＳ有限元分析方法求解计算模态的有效性。其中基于 ＡＮＳＹＳ有限元分析方法的计算模态求解讨论了并联机构 的动力学性能，基于 ＬＭＳ的实验模态测试与基于 ＡＮＳＹＳ的计算模态测试形成对照。通过上述研究为并联机构结构参数的优化设计提供了理 论依据，并为其在实际应用中避免共振现象提供了理论指导。 关键词：并联机构；ＡＮＳＹＳ计算模态；ＬＭＳ实验模态 中图分类号：ＴＢ９ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４１０５５ ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０１９．６．００８
《基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取研究》
《基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取研究》篇一一、引言在工业机器人技术及高端装备制造领域，冗余驱动并联机构因其高精度、高负载能力和高灵活性等优点，得到了广泛的应用。
然而，如何根据性能指标合理选取并联机构的输入，一直是该领域研究的热点和难点。
本文旨在通过研究基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取，为并联机构的优化设计和控制提供理论依据。
二、冗余驱动并联机构概述冗余驱动并联机构是一种具有多个驱动器的并联机构，其通过多个驱动器对机构进行驱动，具有较高的灵活性和鲁棒性。
冗余驱动可以提供更多的操作空间和更优的负载分配，使得机构在面对外部干扰和不确定性时，仍能保持良好的性能。
然而，冗余驱动也带来了输入选择的问题，如何根据性能指标选取合适的输入，是提高并联机构性能的关键。
三、性能指标的确定在冗余驱动并联机构的输入选取中，性能指标的确定是关键。
常见的性能指标包括运动精度、动态响应、能量消耗、稳定性等。
针对具体应用场景，需根据实际需求确定合适的性能指标。
例如，在高速、高精度的加工场景中，运动精度和动态响应是主要的考虑因素；在能源有限的场景中，能量消耗则成为重要的考虑因素。
四、基于性能指标的输入选取方法针对不同的性能指标，本文提出以下基于性能指标的输入选取方法：1. 基于运动精度的输入选取：通过优化算法，如遗传算法、粒子群算法等，寻找使运动精度最优的输入组合。
2. 基于动态响应的输入选取：考虑并联机构的动态特性，通过频域分析或时域仿真等方法，寻找能提高动态响应速度和稳定性的输入组合。
3. 基于能量消耗的输入选取：在满足运动精度和动态响应要求的前提下，通过优化算法寻找使能量消耗最小的输入组合。
4. 综合性能指标的输入选取：综合考虑多种性能指标，如多目标优化算法，寻找能使综合性能最优的输入组合。
五、实验与分析为了验证基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取方法的有效性，本文进行了实验分析。
通过搭建冗余驱动并联机构实验平台，对不同输入组合下的运动精度、动态响应、能量消耗等性能指标进行测试。
《基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取研究》范文
《基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取研究》篇一一、引言随着现代制造业的快速发展，对精密机械系统的需求日益增长。
并联机构作为精密机械系统的重要组成部分，其性能和精度对于整个系统的稳定性和效率起着决定性作用。
本文旨在探讨基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取研究，以期提高并联机构的运行性能和可靠性。
二、冗余驱动并联机构概述冗余驱动并联机构是指采用多于必要数量的驱动装置来驱动并联机构的系统。
其优点在于可以提供更高的精度、灵活性和稳定性，尤其在面对负载变化、外力干扰等复杂情况时，冗余驱动系统能够更好地保持机构的性能。
然而，如何合理选取输入信号，以实现最优的驱动效果，是冗余驱动并联机构研究的重要问题。
三、性能指标体系构建为了评估并联机构的性能，需要构建一套完整的性能指标体系。
这些指标包括：精度、速度、稳定性、动态响应等。
其中，精度反映了并联机构在执行任务时的精确程度；速度则表示机构在单位时间内完成任务的快慢；稳定性决定了机构在长时间运行过程中的稳定性；动态响应则反映了机构对外部干扰的响应速度和恢复能力。
四、输入选取方法研究基于性能指标体系，本文提出了一种基于优化算法的冗余驱动并联机构输入选取方法。
该方法首先根据并联机构的运动学和动力学模型，建立输入与输出之间的数学关系；然后，利用优化算法，如遗传算法、粒子群算法等，对不同输入组合进行寻优，找出能够使性能指标体系达到最优的输入信号。
在选取输入信号时，需考虑以下因素：1. 驱动装置的功率和负载能力；2. 机构的实际运动需求；3. 外部干扰和负载变化对机构的影响。
五、实验与分析为了验证所提出的方法的有效性，我们进行了一系列的实验。
实验中，我们采用了不同输入信号对冗余驱动并联机构进行驱动，然后对比了各种输入下的机构性能。
实验结果表明，采用优化算法选取的输入信号能够使并联机构的性能指标体系达到最优。
六、结论与展望本文研究了基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取问题，提出了一种基于优化算法的输入选取方法。
《基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取研究》范文
《基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取研究》篇一一、引言随着机器人技术的快速发展，并联机构因其高精度、高刚度及高负载能力的特点，在工业生产、医疗康复、航空航天等领域得到了广泛应用。
冗余驱动并联机构通过增加驱动器的数量，提供了更大的操作空间和灵活性。
然而，如何基于性能指标选取最佳的输入，成为了研究的关键问题。
本文将深入探讨基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取的研究。
二、冗余驱动并联机构概述冗余驱动并联机构是一种具有多个驱动器的并联机构，其结构复杂度较高，但具有更高的灵活性和鲁棒性。
在执行任务时，冗余驱动并联机构可以根据不同的性能指标，选择最佳的驱动输入，以实现最优的机构性能。
三、性能指标的设定为了选取最佳的输入，需要设定一系列性能指标。
这些指标包括：运动精度、动态响应速度、能量消耗、稳定性等。
其中，运动精度是衡量机构输出与期望输出之间差距的重要指标；动态响应速度则反映了机构对外部扰动的快速反应能力；能量消耗关系到机构的能源效率和寿命；稳定性则是机构长时间运行的重要保障。
四、输入选取方法研究针对冗余驱动并联机构的输入选取问题，本文提出了一种基于性能指标优化的方法。
首先，建立机构的动力学模型和性能指标评价体系；其次，利用优化算法对不同输入下的机构性能进行评估；最后，选取具有最优性能指标的输入作为最佳输入。
在优化算法的选择上，本文采用了多目标优化算法。
该算法可以同时考虑多个性能指标，通过权值分配和目标函数构建，实现多目标优化。
在优化过程中，通过不断调整输入参数，寻找使各性能指标达到最优的输入组合。
五、实验与分析为了验证本文提出的输入选取方法的有效性，我们设计了一系列实验。
实验中，我们分别对不同输入下的机构性能进行了评估，包括运动精度、动态响应速度、能量消耗和稳定性等方面。
实验结果表明，本文提出的输入选取方法可以有效提高机构的综合性能。
六、结论与展望本文研究了基于性能指标的冗余驱动并联机构输入选取问题，提出了一种基于多目标优化的输入选取方法。
并联机构的运动学精度提高方法研究的开题报告
并联机构的运动学精度提高方法研究的开题报告一、研究背景和意义并联机构由于其高刚性、高精度、高速度等特点，被广泛应用于精密机械加工、航空航天和自动化装配等领域。
但由于其结构和运动学的复杂性，使得并联机构的精度问题成为制约其应用的关键因素。
因此，提高并联机构的运动学精度是当前研究的重点之一。
二、研究内容本文研究的内容主要集中于并联机构的运动学精度提高方法。
首先分析目前并联机构的运动学精度问题，探讨其产生原因；其次，介绍现有的并联机构运动学精度提高方法，如使用高精度传感器、优化控制算法等；最后，提出一种针对并联机构运动学精度提高的新方法，探索其效果和实现可行性。
三、研究目标和意义本研究的主要目标是提出一种针对并联机构运动学精度提高的新方法，以解决当前并联机构运动学精度存在的问题。
该方法应能实现运动学误差的在线校正和自适应控制，在提高精度的同时，能够有效减少机构的成本和结构复杂度，提高其实用性。
该方法的研究成果可以为并联机构的研究和应用提供重要的理论和实践基础，并有望促进并联机构在精密加工、自动化装配等领域的推广应用。
四、研究方法和技术路线本研究的方法主要包括理论分析和实验验证两个方面。
理论分析主要围绕并联机构的运动学精度问题展开，分析其误差来源，提出新的运动学精度提高方法；实验验证主要以实际并联机构为对象，通过实验测试和数据分析，验证新提出的运动学精度提高方法的效果和可行性。
研究的技术路线如下：1. 分析并联机构的运动学精度问题及其产生原因2. 探讨现有的并联机构运动学精度提高方法，如使用高精度传感器、优化控制算法等3. 提出一种针对并联机构运动学精度提高的新方法，并进行理论分析和数学模型建立4. 设计并联机构运动学精度提高实验，实现新方法的实验验证5. 参考文献撰写与论文撰写五、预期成果和存在的问题预期成果：1. 提出针对并联机构运动学精度提高的新方法，并论证其在理论上的可行性2. 设计并联机构运动学精度提高实验，验证新方法的效果和可行性3. 完成相关研究论文和技术报告的撰写存在问题：1. 并联机构的结构和运动学模型较为复杂，需要进行深入的理论探索和实验研究2. 基于新方法的运动学精度提高方案需要在实际应用中进行更多的验证和调整3. 研究中可能会遇到计算量大、精度不足等问题，需要制定相应的解决方案。
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冗余并联机构的精度分析
作者：殷小龙
来源：《科技资讯》 2015年第11期
殷小龙
（大连大学机械工程学院辽宁大连 116622）
摘要：精度和误差是并联机构的重要评价指标，在实际工程中，对并联机构都有很高的精度和误差的要求。
在理论上，并联机构应该比串联机构的精度更高，但由于并联机构具有奇异
位形，因此并联机构的精度甚至还没有串联机构高。
该文求出了2自由度非冗余并联机构和冗
余并联机构的精度和误差表达式，分析了一类奇异点和二类奇异点在精度方面的差别。
同时指出，要想部分甚至于完全消除机构的奇异位形，引入驱动冗余这一概念是个非常好的方法。
关键词：精度奇异位形驱动冗余
中图分类号：TH112 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（b）-0060-01
并联机构的精度是并联机构中的重要参数和指标之一。
末端执行器的位置和姿态的定位精
度或误差叫做并联机构的精度或误差。
并联机构无需考虑姿态的精度和误差，只需研究位置的
精度和误差[1]。
并联机构杆件的几何误差、控制误差和震动误差等都会引起并联机构的误差，该文只研究并联机构的几何误差[2]。
几何误差的诱发因素主要有驱动关节的误差、关节安装位置误差和关节的制造误差。
其中最重要的因素就是驱动关节误差的影响。
1 非冗余并联机构的精度分析
当B的行列式为0时，第一类奇异性触发，此时的末端执行器位于工作空间的边界，无需
考虑精度问题。
当A的行列式和B的行列式都为0时，机构不再运动，也无需考虑精度问题[3]。
当A的行列式为0时，第二类奇异性触发，需要考虑此时的位形对精度的影响。
2 冗余并联机构的精度分析
3 结语
对于非冗余并联机构，误差最大值在第二类奇异曲线上。
在除去奇异曲线的其他区域内，越靠近奇异位形，机构的误差也就越大。
对于冗余并联机构，误差最小的地方在工作空间的中心，越接近工作边界误差越大。
参考文献
[1] Y uefa Fang，Lung-Wen Tsai.Structure Snythesis of a Class of 4-DOF and 5-DOF parallel Manipulator with Identical Limb Sturctures[J].The International Journal of Robitcis Research，Vol.21 No.9， September 2014，pp 799-810.
[2] X ianwen Kong，Clement M.Gosselin.Type Synthesis of 3T1R 4-DOF Parallel Manipulators Based on Screw Theory[J].IEEE TRANSACTIONS ON ROBOTICS AND AUTOMATION，VOL.20，NO.2，APRIL 2004.
[3] 杨廷力.机器人机构拓扑机构学[M].北京：机械工业出版社，2004.
[4] C leary K.et Arai T.A prototype parallel manipulator：kinematics construction，software， workspace results and singularity analysis[J].In IEEE
Int.Conf.on Robotics and Automation， pages 566-571，Sacramento，11-14 Avril2013.。