五自由度混联机构运动学及工作空间分析

作者:丁泽华;董虎;王见;朱景原;曹毅; 刊名:东华大学学报(自然科学版) 上传者:谢永祥

【摘要】提出了一种新型的五自由度混联机构,该机构由三自由度移动的完全解耦并联机构和二自由度转动的串联机构构成。为获得该混联机构的运动学模型及性能参数,描述了机构的组成模块,并计算了其自由度数目。基于几何法和D-H(Denavit-Hartenberg)法,求解了混联机构末端位姿理论参数模型,利用ADAMS软件对其进行了运动仿真。基于ADMAS运动仿真结果,采用边界搜索法分析了混联机构的位置、姿态工作空间。结果表明,该五自由度混联机构末端姿态灵活、工作空间大且无奇异位形,具有良好的应用前景。

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第45卷 第1期2019年2月 东华大学学报(自然科学版) JOURNAL OF DONGHUA UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) Vol.45,No.1Feb.2019  文章编号:1671-0444(2019)01-0102-07 收稿日期:2017-08-12 作者简介:丁泽华(1993—),男,安徽蚌埠人,硕士研究生,研究方向为混联机器人运动学理论及技术, E-mail:dzh9351@foxmail.com 曹 毅(联系人),男,教授, E-mail:caoyi@jiangnan.edu.cn 五自由度混联机构运动学及工作空间分析 丁泽华1,3,董 虎1,3,王 见1,3,朱景原1,3,曹 毅1,2,3 ( 1.江南大学 机械工程学院,江苏 无锡214122; 2.机器人技术与系统国家重点实验室,黑龙江 哈尔滨150080; 3.江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,江苏 无锡214122) 摘要:提出了一种新型的五自由度混联机构,该机构由三自由度移动的完全解耦并联机构和二自由度转动的串联机构构成。为获得该混联机构的运动学模型及性能参数,描述了机构的组成模块,并计算了其自由度数目。基于几何法和 D-H(Denavit-Hartenberg)法,求解了混联机构末端位姿理论参数模型,利用 ADAMS软件对其进行了运动仿真。基于 ADMAS运动仿真结果,采用边界搜索法分析了混联机构的位置、姿态工作空间。结果表明,该五自由度混联机构末端姿态灵活、工作空间大且无奇异位形,具有良好的应用前景。 关键词:混联机构;运动学;边界搜索法;工作空间中图分类号:TH 112    文献标志码:A Kinematic Analysis and Workspace of 5-DOF Hybrid Mechanism DING Zehua 1, 3, DONG Hu 1, 3, WANG Jian 1, 3, ZHU Jingyuan 1, 3, CAO Yi 1, 2, 3 ( 1.School of Mechanical Engineering,Jiangnan Universit y,Wuxi 214122,China; 2.State Key Laborator y of Robotics and Systems,Harbin 150080,China; 3.Jiangsu Key Laborator y of Advanced Food Manufacturing  Equi pment and Technology,Wuxi 214122,China) Abstract:A new type of hybrid kinematics mechanism with five degrees-of-freedom ( 5-DOF)was presented.It was composed of a full y decoupled parallel mechanism with three moving degrees-of-freedom and a series mechanism with two rotational degrees-of-freedom.To get the kinematics modeland performance parameters of the mechanism,its module was described and the number of degrees offreedom was ca

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