机械系统与振动国家重点实验室开放基金(MSV-2012-10)
- 作品数：5 被引量：75H指数：5
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- 相关机构：河北科技师范学院燕山大学河北联合大学更多>>
- 发文基金：秦皇岛市科技支撑计划项目机械系统与振动国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术更多>>
- 六足步行机器人的并联机械腿设计被引量：26
- 2012年
- 将并联机构用于六足步行机器人的腿部结构,以拓展六足步行机器人的应用领域。提出了一种基于(U+UPR)P+UPS机构的并联机械腿,并对机械腿进行了结构参数设计。首先,对腿部机构进行了运动学分析,推导出了腿部机构的位置反解方程和速度传递方程;分析了腿部机构的工作空间并绘制了工作空间三维图,定义了工作空间性能评价指标,绘制了结构参数与工作空间性能指标的关系曲线。然后,对腿部机构进行了运动灵活性分析并绘制了雅克比矩阵条件数分布图,定义了运动灵活性评价指标,绘制了结构参数与运动灵活性指标的关系曲线。最后,基于工作空间性能指标和运动灵活性指标,采用蒙特卡罗法进行了结构参数分析,选取了一组性能较好的结构参数并考虑加工和装配工艺性,设计了一种新型3自由度并联机械腿的虚拟样机,为六足步行机器人的进一步研究奠定了基础。
- 荣誉金振林曲梦可
- 关键词：运动学分析工作空间分析参数设计
- 3-DOF并联机械腿动力学建模与伺服电机峰值预估被引量：14
- 2012年
- 提出了一种结构紧凑、承载能力大、转动解耦性好、运动速度和加速度大的3自由度并联机械腿。为了对其进行驱动参数分析,对机械腿进行了动力学建模,并基于动力学模型进行了伺服电机峰值预估。首先,分析了腿部机构各构件的运动参数,采用Lagrange方程建立了动力学模型,得出了机构驱动力的显式解;接着,在机构动力学模型的基础上,建立了伺服电机驱动转速和驱动力矩的峰值预估模型;最后,通过给定一组结构参数和运动轨迹函数,得出了伺服电机驱动转速和驱动力矩随时间变化曲线,得到了机构的动力学特性,并验证了峰值预估模型的正确性。计算表明,3个伺服电机驱动转速的峰值分别为Nx=19r/s、Ny=17r/s、Nw=27r/s;3个伺服电机驱动力矩的峰值分别为εx=5.8N.m、εy=3.1N.m、εw=4.4N.m。
- 荣誉金振林
- 关键词：伺服电机动力学分析LAGRANGE方程
- 六足农业机器人并联腿构型分析与结构参数设计被引量：39
- 2012年
- 为拓展六足机器人在农业领域的应用,将并联机构用于六足机器人的腿部结构,从而使其可以用于山地、林地、丘陵等环境的农业运输、种植、采摘等。首先,对六足机器人并联腿部机构进行了构型分析,选择2-UPS+UP机构作为腿部的初步机构原型;其次,依据螺旋理论,对2-UPS+UP机构进行了转动解耦性优化和变异,提出了一种转动解耦的UPR+UPS+UP机构;之后,通过对该机构进行运动学分析,建立了该机构位置逆解模型与速度映射方程;最后,对UPR+UPS+UP机构的工作空间进行了分析,绘制了工作空间三维图,通过分析设计参数对工作空间的影响,确定了一组性能较好的结构参数,该研究为并联腿部机构农业六足机器人的进一步研究提供了参考。
- 荣誉金振林崔冰艳
- 关键词：农业机器人运动学
- 五自由度并联机械腿静力学性能评价与优化设计被引量：15
- 2012年
- 为了对一种六足机器人的五自由度并联机械腿进行静力学性能评价和优化设计,提出了一种同时考虑约束力映射关系和驱动力映射关系的腿部机构静力学分析方法,并基于此方法对机械腿进行了优化设计。首先,通过分析腿部机构的驱动、约束映射关系,分别建立了腿部机构的驱动雅可比矩阵和约束雅可比矩阵;应用虚功原理建立了腿部机构的驱动静力传递平衡方程,在定义驱动静力学评价指标的基础上绘制了评价指标分布图,得出了结构参数与驱动静力评价指标之间的关系曲线。然后,采用同样的方法建立了腿部机构的约束静力传递平衡方程,定义了约束静力学性能评价指标,得出了结构参数与约束静力评价指标之间的关系曲线。最后,基于驱动、约束静力学性能评价指标,采用蒙特卡罗法对结构参数进行了优化设计。计算表明,固定平台结构参数a为200mm、运动平台结构参数b为80mm,UPU支链长度l1min、l1max分别为500mm、900mm时,腿部机构的静力学综合性能最好。
- 荣誉金振林
- 关键词：性能评价优化设计
- 三自由度并联机械腿静力学分析与优化被引量：19
- 2012年
- 为了对六足机器人的并联机械腿进行静力学优化设计,提出了一种同时考虑约束力映射关系和驱动力映射关系的腿部机构静力学优化设计方法,进而对结构参数进行了优化。在对腿部机构进行了驱动、约束映射分析的基础上,分别建立了腿部机构的驱动雅可比矩阵和约束雅可比矩阵;基于驱动雅可比矩阵建立了腿部机构的驱动静力传递平衡方程,定义了驱动静力学性能评价指标并绘制了评价指标分布图,分析了结构参数与驱动静力评价指标之间的关系;基于约束雅可比矩阵建立了腿部机构的约束静力传递平衡方程,定义了约束静力学性能评价指标,分析了结构参数与约束静力评价指标之间的关系;基于驱动、约束静力学性能评价指标,采用蒙特卡罗法对结构参数进行了优化设计,计算结果表明,固定平台结构参数为200mm、中间连接杆结构参数为70mm、运动平台结构参数为50mm、支链1和3的最小杆长为530mm、支链2的最小杆长为330mm、支链1和3的最大杆长为900mm、支链2的最大杆长为600mm时腿部机构的静力学综合性能最好。本文分析结果为六足步行机器人的进一步分析研究奠定了基础。
- 荣誉金振林曲梦可
- 关键词：静力学分析机器人
