3自由度并联柔索驱动变刚度操作臂的刚度控制

利用柔索的弹性及驱动冗余性构造了一种3自由度并联柔索驱动变刚度操作臂,在静力学与刚度分析的基础上,进行刚度控制研究。首先,将柔索驱动力映射到关节空间,并分析等效关节力与柔索张力和外力的关系, 提出该操作臂的三维力矢量闭合原理。根据微分变换原理进行刚度分析,得到关节刚度矩阵及操作手刚度矩阵, 并进行数值算例分析,结果表明:刚度与柔索的张力有关,调节柔索张力可以改变系统刚度。最后,采用位置与张力混合控制的策略,对该变刚度操作臂进行了刚度控制,并进行了仿真验证。

一种3自由度并联柔索驱动柔性操作臂的建模与控制

以一种3自由度并联柔索驱动机器人为研究对象,研究这种并联柔性系统的控制规律。考虑到运动描述的唯一性及易测性,取约束关节的位置作为广义关节变量,用以描述操作臂的运动状态。在此基础上分析了操作臂的运动学和静力学关系,建立了并联柔性系统的动力学模型。然后,以轨迹控制为目标,分别基于刚性模型和柔性模型设计控制器,并对系统的性能进行分析和仿真。结果表明:基于刚性模型控制器的性能较差,而基于柔性模型的奇异摄动方法则可以获得较好的控制效果。

一种新型柔索驱动并联机器人的模型样机

提出一种新型并联机器人机构 ,利用张紧柔索驱动该并联机器人·通过运动学和动力学分析、工作空间分析、轨迹规划、误差分析 ,设计并制作了模型样机本体、驱动与控制模块 ,开发了机器人语言 ,控制模型样机完成指定动作·实验结果表明 ,这种新型并联机器人是可行的 ,适用于轻型机床等设备·该机器人在某一速度范围内工作时 ,会产生较明显的振动 ,并伴有噪声 ,因此要提高机器人的性能还必须设法抑制其振动

一种6自由度柔索并联机器人的动力学研究

采用串联约束 /并联驱动的原理 ,通过加入约束机构 ,设计一种新型柔索驱动并联机器人。然而由于约束机构的引入 ,机器人的动力学分析变得更为复杂。在对机器人进行运动学分析的基础上 ,利用牛顿 欧拉法建立机器人动力学方程。仿真结果证明了该方法的有效性

柔索驱动三自由度球面并联机构运动学与静力学研究

柔索驱动并联机器人采用柔索代替连杆作为机器人的驱动元件 ,它结合了并联结构和柔索驱动的优点 .文章提出了一种新型带有约束机构的并联柔索驱动机器人 ,采用四根柔索驱动 .由于约束机构的引入 ,机器人可实现在空间的三维转动 .介绍柔索驱动并联机器人的机构构型 ,给出了位姿逆解 ,建立了静力平衡方程和运动学方程 ,讨论了柔索拉力的确定方法 .研究结果证明在加入了约束机构后 ,柔索机器人可以实现更多的运动形式 ,这就为更广泛的应用柔索驱动成为可能

基于约束的4自由度并联机床的可达工作空间分析

针对一种新型的4-DOF并联机构的结构特点,采用基于逆解计算的网格法对其工作空间求解的算法进行了详细的分析,并利用Matlab编制了相应的程序,以Matlab图的形式描绘了几种情况下的工作空间区域,并对此进行了分析。

三柔索吊床机构设计与运动学分析

研制了一种有重力约束的三索控制的柔索吊床机构来模拟船体海面上的运动。为了解三柔索吊床机构的运动特性 ,对其进行了运动学建模与仿真。仿真结果表明 ,台面倾角在 0°～ 30 0°变化时 ,台面不碰撞立柱 ,且柔索伸缩长度与台面倾斜角度接近于线性变化。本文所做的工作对吊床平台避免撞击立柱、缩小吊床立柱布置空间、提高空间利用率 ,以及为吊床的运动控制提供了理论依据

一种新型四自由度并联机器人

提出一种用铅垂导轨上 4个滑块作为原动件的新型四自由度并联机器人 .该并联机器人的动平台能够实现两个方向的移动以及绕两个方向轴线的转动 .研究了该并联机器人的运动学建模方法 ,给出了运动学正、逆解 ,用 Grassmann几何法分析了该并联机器人在其工作空间内不会出现奇异形位 .基于该四自由度并联机器人可以非常方便地开发具有大工作空间的五轴联动数控机床

一种三自由度并联机器人机构运动学计算

出一种新型的三杆三自由度并联机器人机构，并推导了其运动学正反计算式，给出运动空间和根据作业空间设计结构参数的计算式。

并联机器人机床运动学正、逆解

基于一般ＳＴＥＷＡＲＴ机构研制的并联机器人机床是新一代智能化金属切削加工机床．然而，机床的运动学位置正、逆解呈强非线性，求解困难．出于机床精度的需要，本研究的模型样机在结构上采用了滚珠丝杠传动，因此又带来了关节运动耦合，导致机床运动学位置正、逆解求解更加复杂．利用运动学等效的原则，引入整机等效串联机构及分支等效串联机构，以等效广义坐标为中间变量建立机床运动学正、逆解求解迭代算法．仿真与控制实验表明，该算法具有收索速度快便于实际应用等特点。

基于运动耦合结构的并联机器人的运动学正逆解

根据运动学等效的原则，在并联机器人中引入等效串联机器人及分支等效串联机器人，以等效广义坐标为中间变量建立并联机器人运动学正道解求解算法。该算法能有效处理结构带来的运动耦合，并且规划的软件具有自动生成迭代初始点、避免多解性以及便于实际应用等特点，从而为并联机器人的结构设计与创新提供了理论支持。

一种并联激光焊接机器人的机构设计与运动学分析

提出了一种3分支5自由度的并联激光焊接机器人,通过3个分支共同作用,使整机具备了5个自由度的空间加工能力.针对激光焊接,通过分析该机器人的结构特性,建立了其正反解运动学模型,通过解析法求解该模型并进行了计算仿真.最后,对机器人进行激光拼焊实验,仿真数据和实验结果表明,本文研究的并联机器人机构适用于实际的高速、高精度激光焊接。

Seed bubbles stabilize flow and heat transfer in parallel microchannels

Seed bubbles are generated on microheaters located at the microchannel upstream and driven by a pulse voltage signal, to improve flow and heat transfer performance in microchannels. The present study investigates how seed bubbles stabilize flow and heat transfer in micro-boiling systems. For the forced convection flow, when heat flux at the wall surface is continuously increased, flow instability is self-sustained in microchannels with large oscillation amplitudes and long periods. Introduction of seed bubbles in time sequence improves flow and heat transfer performance significantly. Low frequency (similar to 10 Hz) seed bubbles not only decrease oscillation amplitudes of pressure drops, fluid inlet and outlet temperatures and heating surface temperatures, but also shorten oscillation cycle periods. High frequency (similar to 100 Hz or high) seed bubbles completely suppress the flow instability and the heat transfer system displays stable parameters of pressure drops, fluid inlet and outlet temperatures and heating surface temperatures. Flow visualizations show that a quasi-stable boundary interface from spheric bubble to elongated bubble is maintained in a very narrow distance range at any time. The seed bubble technique almost does not increase the pressure drop across microsystems, which is thoroughly different from those reported in the literature. The higher the seed bubble frequency, the more decreased heating surface temperatures are. A saturation seed bubble frequency of 1000-2000 Hz can be reached, at which heat transfer enhancement attains the maximum degree, inferring a complete thermal equilibrium of vapor and liquid phases in microchannels. Benefits of the seed bubble technique are the stabilization of flow and heat transfer, decreasing heating surface temperatures and improving temperature uniformity of the heating surface.

"Dual-Parallel-Channel" Shape-Gradient Surfaces: Toward Oriented and Reversible Movement of Water Droplets

In this paper, we prepared "dual-parallel-channel" shape-gradient surfaces, on which water droplets can reversibly and orientedly move between two adjacent pools under the guidance of an external voltage. Furthermore, it is found that the motion speed is governed by several parameters, including bath condition, gradient angle, and the working voltage. In this self-transportation process of water droplets, the external voltage works like a traffic light, which can give "moving", "stopping", "turning" and "straight-going" signals to the Water droplets.

一种3自由度并联柔索驱动机器人的变刚度特性研究

以一种3自由度并联驱动机器人为研究对象,研究这种机器人的变刚度特性。从操作臂的静力学出发,对并联柔索驱动机器人的刚度进行了分析得到刚度公式。从得到的公式可以看出,操作臂的刚度不仅与各分支的刚度有关,与操作臂位姿有关,还与张紧柔索的张紧力有关。在机器人各分支上串联刚度较低的弹簧后做刚度实验,试验结果验证了对刚度理论分析所得的结论。