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基于改进PID控制的并联机械臂运动轨迹跟踪仿真 预览
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作者 程西伟 《铜仁学院学报》 2018年第6期49-52,共4页
为了提高并联机械臂运动轨迹的定位精度,采用粒子群算法优化PID控制器参数。构建了并联机械臂机构简图模型,通过平面坐标系推导机械臂运动角位移方程式。分析了传统PID控制器模式,给出系统输出误差的适应度函数。对优化后的跟踪效果进... 为了提高并联机械臂运动轨迹的定位精度,采用粒子群算法优化PID控制器参数。构建了并联机械臂机构简图模型,通过平面坐标系推导机械臂运动角位移方程式。分析了传统PID控制器模式,给出系统输出误差的适应度函数。对优化后的跟踪效果进行仿真。并与传统PID控制器跟踪效果进行对比。仿真结果表明:无外界干扰,两种控制方法角位移跟踪误差相差不大;有外界干扰,改进PID控制器明显优于PID控制器。说明采用改进PID控制器控制机械臂运动角位移,能够很好的抑制外界环境的干扰,保持系统的稳定输出,提高机械臂角位移运动精度。 展开更多
关键词 并联机械 粒子群算法 PID控制器 仿真
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基于变胞机构的性能可变机械臂研制
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作者 荣誉 曲梦可 《机械工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第15期41-51,59共12页
为研制一种用于铝合金铸件打磨、抛光的机械臂,将3-UPS机构作为初始构型,通过定义运动灵活性和静力承载能力评价指标,揭示出3-UPS机构的尺寸参数与其运动学、静力学评价指标之间的关系,表明:随着尺寸参数的取值变化,3-UPS机构的运动灵... 为研制一种用于铝合金铸件打磨、抛光的机械臂,将3-UPS机构作为初始构型,通过定义运动灵活性和静力承载能力评价指标,揭示出3-UPS机构的尺寸参数与其运动学、静力学评价指标之间的关系,表明:随着尺寸参数的取值变化,3-UPS机构的运动灵活性和静力承载能力变化规律相反,如果要追求其中一种性能,就必然导致另一种性能降低.为了使机械臂的构型、最优机构学性能可以根据不同工况而实时改变,在3-UPS机构每个分支与固定平台之间增加1个移动驱动副,提出一种基于3-PUPS机构的超冗余机械臂,该机械臂可以通过对各分支电动机抱闸锁定的组合实现变胞而得到31种新构型,当其处于3-UPS构型时还可以通过改变固定平台万向副分布半径数值,实时选择性调整运动灵活性最好、或静力承载能力最强.对超冗余3-PUPS机构进行了运动学和静力学建模与分析,揭示了其运动灵活性和静力学传递性能的分布规律.结合打磨、抛光工艺制定出机械臂在不同工况的变胞规则、变尺寸规则,实现了机械臂在不同工况具有不同的自由度状态和最优性能.研制出超冗余机械臂的试验样机,通过一套综合试验系统验证了其变胞构型的可实现性,并测量出其处于3-UPS构型时的定位误差,试验表明:机械臂的运动平台的位置误差均小于0.4 mm,姿态误差均小于0.45°,基本达到了通用式工业机器人的精度水平. 展开更多
关键词 冗余 变胞 并联机械 试验样机
可变胞并联机械臂样机的研制与误差分析 预览
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作者 荣誉 韩勇 +1 位作者 刘双勇 曲梦可 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2018年第7期1698-1707,共10页
提出了一种通过驱动副锁定组合实现变胞的超冗余并联机械臂,其基础构型是3-PUPS并联机构,对机械臂进行了误差建模与分析,并通过标定系统测量了机械臂实验样机的定位误差。首先,提出了通过对3-PUPS机构各驱动副的组合锁定实现机械臂变胞... 提出了一种通过驱动副锁定组合实现变胞的超冗余并联机械臂,其基础构型是3-PUPS并联机构,对机械臂进行了误差建模与分析,并通过标定系统测量了机械臂实验样机的定位误差。首先,提出了通过对3-PUPS机构各驱动副的组合锁定实现机械臂变胞的设计思路,从而使机械臂可以根据任务需求改变自身构型和性能;然后,采用含误差源的闭环矢量回路法,建立了机械臂3-PUPS机构的误差传递模型,并以此为基础,分析了机械臂的各误差源对其运动平台输出误差的影响规律;接着,根据各误差源对机械臂的输出误差影响程度,确定了各主要运动副配合零件的加工精度等级及公差,在此基础上研制出机械臂的实验样机;最后,采用一套高精度的工业机器人标定系统对机械臂的实验样机进行了定位误差测量,实验表明:机械臂的运动平台的位置误差均在0.005-0.038mm之间,姿态误差均在0.010-0.044°之间,位置误差比通用式工业机器人的位置重复定位精度0.05mm略有提高,姿态误差与通用式工业机器人的姿态重复定位精度0.045°相当。 展开更多
关键词 冗余 变胞 并联机械 误差分析 实验样机 标定实验
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采用混合算法优化的并联机械臂能量消耗与误差仿真研究 预览
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作者 陈丽敏 孟令新 王大镇 《中国工程机械学报》 北大核心 2018年第2期136-141,共6页
针对并联机械臂存在能量消耗严重、运动轨迹跟踪精度较低等问题,采用了混合算法优化并联机械臂运动机构,并对优化结果进行仿真验证.建立并联机械臂运动机构简图模型,推导齐次变换矩阵运动方程式,给出并联机械臂8种运动模式.确定并联机... 针对并联机械臂存在能量消耗严重、运动轨迹跟踪精度较低等问题,采用了混合算法优化并联机械臂运动机构,并对优化结果进行仿真验证.建立并联机械臂运动机构简图模型,推导齐次变换矩阵运动方程式,给出并联机械臂8种运动模式.确定并联机械臂运动的设计变量,构造能量消耗优化目标函数,在约束条件下,采用混合算法优化目标函数.用PID控制方法,在运动模式1状态下,通过Matlab软件将优化结果进行仿真验证.同时,与优化前的仿真结果进行对比和分析.仿真结果表明,优化后主动连杆消耗的能量较少,被动连杆运动轨迹跟踪所产生的误差较小.并联机械臂采用混合算法优化后,能够减少并联机械臂运动机构能量消耗,提高运动轨迹的追踪精度. 展开更多
关键词 并联机械 混合算法 PID控制
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多节双八面体变几何桁架臂逆运动学解析算法 预览
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作者 潜龙昊 胡士强 杨永胜 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期75-81,130共8页
针对多节双八面体变几何桁架臂(VGT)的逆运动学快速准确求解问题,提出逆运动学解析算法.根据双八面体VGT对称结构和镜像变换矩阵,引入不依赖于欧拉角和Denavit-Hartenberg(D-H)参数的旋转矩阵.通过建立2个辅助坐标系,将整体逆运动... 针对多节双八面体变几何桁架臂(VGT)的逆运动学快速准确求解问题,提出逆运动学解析算法.根据双八面体VGT对称结构和镜像变换矩阵,引入不依赖于欧拉角和Denavit-Hartenberg(D-H)参数的旋转矩阵.通过建立2个辅助坐标系,将整体逆运动学问题分解为求解辅助坐标系旋转矩阵子问题和求解辅助坐标系内位置矢量子问题,给出两节双八面体VGT的逆运动学解析算法.通过分析两节VGT逆运动学的解析解,给出可以将多节臂等效为一节臂的简化运动学构型,将N节VGT臂等效为两节双八面体VGT臂.利用两节双八面体VGT臂的逆运动学算法和简化构型,可得N节臂逆运动学解.仿真验证表明,逆运动学解析算法的计算速度和精度优于雅可比矩阵法.在实际双八面体VGT机构上的测试验证了逆运动学算法的有效性. 展开更多
关键词 双八面体变几何桁架 并联机械 逆运动学解析算法
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一种并联二自由度机械臂的控制算法研究 预览
6
作者 李焕 李海博 +2 位作者 樊庆文 雷经发 王德麾 《机械》 2017年第11期19-22,共4页
介绍一种在笛卡尔坐标系下并联机械臂的控制算法。该算法采用逐点比较的方法、转动两并联机械臂角度的方式来拟合所需要的轨迹,并给出了算法的程序流程图。同时可根据此算法可计算机械臂的可达区域。该算法简单,易于实现,同时可直接用MA... 介绍一种在笛卡尔坐标系下并联机械臂的控制算法。该算法采用逐点比较的方法、转动两并联机械臂角度的方式来拟合所需要的轨迹,并给出了算法的程序流程图。同时可根据此算法可计算机械臂的可达区域。该算法简单,易于实现,同时可直接用MATLAB软件进行仿真。 展开更多
关键词 并联机械 笛卡尔坐标系 控制算法 可达区域
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并联机械臂的圆弧插补算法研究 被引量:2
7
作者 余力生 李伟 《煤矿机械》 北大核心 2013年第1期81-83,共3页
研究一种基于双极坐标的并联机械臂的圆弧插补算法。该算法采用逐点比较法原理,通过转动两并联机械臂转角的方式实现圆弧插补,重点给出转角转动的方向和条件,并给出了递推公式。分析方法和公式采用了双极坐标的方式。
关键词 并联机械 双极坐标 逐点比较法 圆弧插补
一种新型2自由度并联机械臂的轨迹控制 被引量:2
8
作者 李伟 王玉涛 +1 位作者 杜金凤 曹晓彦 《煤矿机械》 北大核心 2012年第1期 207-208,共2页
介绍了一种基于双极坐标并联机械臂的运动轨迹示教再现的设计方法。以文字书写为例,可以把文字的每个笔画用直线段来拟合,然后把这些直线段的起点和终点作为示教点。利用西门子S7—200PLC的计数器记录编码器在示教点的数据,完成文字... 介绍了一种基于双极坐标并联机械臂的运动轨迹示教再现的设计方法。以文字书写为例,可以把文字的每个笔画用直线段来拟合,然后把这些直线段的起点和终点作为示教点。利用西门子S7—200PLC的计数器记录编码器在示教点的数据,完成文字书写的示教;再现时,调取PLC记录的示教点的数据,通过PLC控制两极坐标轴电机的输入脉冲,使用在极坐标下的直线轨迹插补程序完成文字书写的再现。该双极坐标并联机械臂结构简单、工作空间敞开性好、控制方便、造价低。 展开更多
关键词 并联机械 示教再现 轨迹插补 PLC
新型四自由度并联机械臂及其位置分析 预览
9
作者 金振林 李研彪 谢启文 《燕山大学学报》 CAS 2008年第4期 295-298,共4页
提出了一种新型四自由度并联机械臂,介绍了这种机械臂的结构布局。基于其结构几何关系,推导了这种机械臂的位置正、反解方程,在满足其结构约束条件的情况下,绘制了其定姿态工作空间轮廓图,为这种机械臂的实用化提供理论基础。这种... 提出了一种新型四自由度并联机械臂,介绍了这种机械臂的结构布局。基于其结构几何关系,推导了这种机械臂的位置正、反解方程,在满足其结构约束条件的情况下,绘制了其定姿态工作空间轮廓图,为这种机械臂的实用化提供理论基础。这种机械臂具有结构简单、承载能力强、惯性小和工艺性好等优点,可广泛应用于现代工业领域。 展开更多
关键词 四自由度并联机械 位置分析 工作空间
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三自由度并联机器人运动学分析及仿真 预览 被引量:1
10
作者 郝长中 安晓卫 彭兆行 《沈阳理工大学学报》 CAS 1995年第4期1-6,共6页
以某倒置式SPR型三自由度并联机器人为例,根据结构特点以活动平台为参考坐标系,然后再变换至基础坐标系,推导出机器人的正、逆运动学方程,并进行了逆运动学仿真。
关键词 机械/并联机械 机构/SPR型并联机构 运动学
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典型机械手臂研究现状综述 预览
11
作者 宁致远 《信息记录材料》 2018年第3期4-5,共2页
机械手臂的类型日渐多样化,设计出更加经济实用的机械手已成为当今学术界的热点。本文综述了机械手臂的结构功能、发展现状、应用领域等问题,同时论述了应用较为广泛的关节型机械手臂、仿人机械手臂、柔性机械手臂和并联机械手臂的机构... 机械手臂的类型日渐多样化,设计出更加经济实用的机械手已成为当今学术界的热点。本文综述了机械手臂的结构功能、发展现状、应用领域等问题,同时论述了应用较为广泛的关节型机械手臂、仿人机械手臂、柔性机械手臂和并联机械手臂的机构特点、应用场合及存在的问题等。机械手臂作为机器人领域的重要分支,涉及诸多领域的交叉与融合,本文的研究将对机械手臂的未来发展提供指导。 展开更多
关键词 机械 柔性机械 并联机械 仿人机械
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三自由度静脉穿刺机械手臂设计分析
12
作者 郭克友 谭梦玲 +1 位作者 王建利 胡巍 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2018年第1期13-16,共4页
静脉穿刺技术由于其具有受创伤口小、给药快速、技术门槛低等特点广泛应用于临床医学。但对于血管难以找到以及血管小的人群而言,凭医生经验的静脉穿刺技术容易造成失败,从而对患者造成二次伤害,近年来自动进针技术逐渐兴起有望解决... 静脉穿刺技术由于其具有受创伤口小、给药快速、技术门槛低等特点广泛应用于临床医学。但对于血管难以找到以及血管小的人群而言,凭医生经验的静脉穿刺技术容易造成失败,从而对患者造成二次伤害,近年来自动进针技术逐渐兴起有望解决这个技术难题,但现有的产品均存在机械复杂、难以精确控制等问题从而很少实现医疗应用。通过设计一个三自由度的自动静脉穿刺机械手臂,首先通过图像处理技术得到静脉血管的位置,由此引导机械手臂的运动,精准、快速的实现静脉穿刺。本研究主要阐述的是机械运动部分,通过三个手臂控制一个动平台在三维坐标中的运动,驱动部件为舵机,由单片机控制舵机的运动,由霍尔原件感知舵机的角度位置.实现了精准的定位与精细的操控。 展开更多
关键词 舵机驱动 运动控制 并联机械 运动学
高速并联机械手臂的自抗扰控制算法研究 预览 被引量:6
13
作者 赵振民 刘锋 +1 位作者 孔民秀 孙立宁 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期 98-104,共7页
针对具有非线性、强耦合以及高速、高加速度等特性的高速并联机械手臂的末端精确定位和抖动抑制问题,提出改进的自抗扰控制解决方案。从并联机械手臂的动力学方程出发,推导了该机械手臂的状态方程,将系统非线性表示为加法和耦合参数的形... 针对具有非线性、强耦合以及高速、高加速度等特性的高速并联机械手臂的末端精确定位和抖动抑制问题,提出改进的自抗扰控制解决方案。从并联机械手臂的动力学方程出发,推导了该机械手臂的状态方程,将系统非线性表示为加法和耦合参数的形式,并用自适应算法对耦合参数进行实时在线辨识,基于自抗扰控制算法设计了系统的非线性的控制器。仿真结果表明,在对机械手臂快速响应的要求下,相对于传统的控制算法,关节的超调能够减少,关节位置跟踪精确度得到了提高。采用改进的自抗扰控制策略能够描述出系统的不确定性,解决高速并联机械手臂运行时存在的快速响应和超调之间的矛盾,提高了系统的动态响应性能。 展开更多
关键词 高速并联机械 自抗扰控制 扰动观测器 不确定性观测 超调抑制
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考虑热应变的柔性并联空间机械臂动力学 预览 被引量:2
14
作者 刘锦阳 陆皓 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期 391-395,共5页
研究考虑热应变的柔性并联空间机械臂动力学性态。用Jourdain速度变分原理建立各机械臂的动力学变分方程,在此基础上根据各物体之间的运动学约束关系,建立柔性多体系统的微分代数混合动力学方程。数值仿真结果表明,当温度升高时,机... 研究考虑热应变的柔性并联空间机械臂动力学性态。用Jourdain速度变分原理建立各机械臂的动力学变分方程,在此基础上根据各物体之间的运动学约束关系,建立柔性多体系统的微分代数混合动力学方程。数值仿真结果表明,当温度升高时,机械臂的轴向约束力和中心刚体的质心运动速度均出现显著振荡,而适当减小温度变化率,可以有效地控制振幅。 展开更多
关键词 热应变 柔性并联空间机械 动力学 温度变化率
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