旋量
- 數(shù)控機(jī)床幾何誤差的雅克比旋量建模
變動(dòng)范圍。雅可比旋量模型綜合運(yùn)用了適合公差傳遞的雅克比矩陣及適合公差表達(dá)的旋量模型,能夠?qū)θS空間內(nèi)的公差傳遞進(jìn)行表達(dá)與求解。陳華[4]利用雅克比旋量模型進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程的優(yōu)化,提高了發(fā)動(dòng)機(jī)裝配精度與效率;丁司懿[5]針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)多級(jí)轉(zhuǎn)子堆疊裝配的特點(diǎn),基于雅可比旋量模型提出了主副基準(zhǔn)的概念,并提出了轉(zhuǎn)子堆疊的優(yōu)化裝配方法;杜正春等[6]將此模型應(yīng)用在機(jī)床裝配中,用于確定機(jī)械零件中的關(guān)鍵誤差如何影響和累積到綜合誤差,并對(duì)相關(guān)特征進(jìn)行了敏感性分析。黃杰等
機(jī)械設(shè)計(jì)與研究 2023年2期2023-07-25
- Paden-Kahan第二子問(wèn)題擴(kuò)展問(wèn)題求機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)研究
nberg 法與旋量理論法，并且大量的學(xué)者已進(jìn)行了相關(guān)的研究，并已做出大量的應(yīng)用。這里根據(jù)文獻(xiàn)［5-7］，總結(jié)出Denavit-Hartenberg法與螺旋理論的特性，具體如表1所示。表1 Denavit-Hartenberg法與螺旋理論的特性Tab.1 Characteristics of Denavit-Hartenberg Methods and Screw Theory由上表可知螺旋理論相比Denavit-Hartenberg法而言，其具備著較為明
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2023年2期2023-02-27
- 基于配合約束的幾何公差分配方法
，主要包括小位移旋量模型[1-2]、雅可比旋量模型[3-4]和以自由度為約束的SDT模型[5]等，其作用是確保旋量參數(shù)在公差域內(nèi)按照一定的分布規(guī)律隨機(jī)變動(dòng)。例如，ROBIN等[6]基于公差帶或虛擬邊界的傳遞進(jìn)行公差鏈數(shù)值的三維計(jì)算，建立曲面公差和偏移量的函數(shù)；GUO等[7]建立了理想配合表面的裝配誤差傳遞模型，考慮變形時(shí)公差累積的變化，將平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)最大值計(jì)入模型進(jìn)行幾何公差的分析；計(jì)自飛等[8]提出了基于最小區(qū)域法的逐次逼近算法，實(shí)現(xiàn)幾何公差數(shù)值的優(yōu)化；Z
計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) 2023年1期2023-02-14
- 考慮公差原則應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)公差分析方法
有：統(tǒng)一雅可比?旋量模型、矢量環(huán)模型、T?Map模型等[1]。文獻(xiàn)[2]介紹了一種確定性公差分析模型，也即統(tǒng)一雅可比?旋量模型，該模型采用小位移旋量（Small Displacement Torsor，SDT）描述公差區(qū)域，采用雅可比矩陣實(shí)現(xiàn)公差傳播。文獻(xiàn)[3?4]對(duì)該確定性公差模型進(jìn)行了擴(kuò)展研究，以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)公差分析。文獻(xiàn)[5]進(jìn)一步將該模型與蒙特卡羅模擬技術(shù)結(jié)合，提出了一種機(jī)械裝配三維公差再設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)方法。上述三維公差分析方法均考慮了尺寸公差和幾何公差綜
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2022年12期2022-12-30
- F=1旋量玻色-愛(ài)因斯坦凝聚的向列壓縮
,BEC)相比，旋量BEC是磁性超流，所以展現(xiàn)出更加豐富的物理性質(zhì)，成為近幾年來(lái)實(shí)驗(yàn)和理論的研究熱點(diǎn)[6-13].很多有趣的物理學(xué)現(xiàn)象在該體系中被觀測(cè)到，比如量子糾纏[7]、自旋壓縮[8]和自發(fā)退磁現(xiàn)象[14]等.因而，旋量BEC領(lǐng)域的研究具有極大的價(jià)值.自旋壓縮對(duì)量子信息的研究有重要的意義.在超高精密測(cè)量領(lǐng)域的作用也尤其突出.與自旋壓縮不同，向列壓縮引入了高階的向列張量，展現(xiàn)了更加豐富多元的壓縮性質(zhì)[15].CHAPMAN等人[16]首次在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了旋
- 3-RSS/S并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)/力傳遞性能研究
文獻(xiàn)［13］基于旋量理論，通過(guò)瞬時(shí)功率的概念提出的運(yùn)動(dòng)/力性能分析方法，該方法定義了局部傳遞指標(biāo)和優(yōu)質(zhì)傳遞工作空間用于評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)性能。文獻(xiàn)［14］采用能效系數(shù)法定義和求解機(jī)構(gòu)傳遞性能相關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。文獻(xiàn)［15-16］對(duì)用于外科手術(shù)領(lǐng)域的2PURR-PUR機(jī)構(gòu)和包含4R平行四邊形閉環(huán)支鏈遠(yuǎn)中心運(yùn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了性能分析，通過(guò)定義局部傳遞指標(biāo)和全局傳遞指標(biāo)表明機(jī)構(gòu)在工作空間內(nèi)傳遞性能良好，能夠滿足外科手術(shù)的任務(wù)要求。采用運(yùn)動(dòng)/力性能傳遞指標(biāo)研究3-RSS/S并
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2022年11期2022-11-21
- 自旋-軌道耦合系統(tǒng)的電子渦旋*
動(dòng)量量子數(shù)的電子旋量波函數(shù)也有渦旋波解,表現(xiàn)為自旋波函數(shù)和渦旋波波函數(shù)的糾纏波函數(shù).以中心力場(chǎng)中的電子為例,構(gòu)建了自旋-軌道耦合導(dǎo)致的軌道角動(dòng)量不守恒但總角動(dòng)量守恒的情況下,攜帶固定總角動(dòng)量量子數(shù)的電子沿 z 軸傳播的渦旋波旋量波函數(shù)結(jié)構(gòu).對(duì)自旋-渦旋糾纏中相應(yīng)的電子渦旋波進(jìn)行了微擾求解,并結(jié)合Foldy-Wouthuysen 變換,說(shuō)明了在相對(duì)論情況下,中心力場(chǎng)中攜帶固定總角動(dòng)量量子數(shù)的電子沿 z 軸傳播時(shí)也確實(shí)存在四分量旋量的渦旋解,從而為有自旋-軌道
物理學(xué)報(bào) 2022年21期2022-11-14
- 基于SDT理論滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)行特性的研究
關(guān)系。并通過(guò)研究旋量參數(shù)對(duì)運(yùn)行特性的影響，表明了SDT誤差模型的可行性，由于實(shí)際生產(chǎn)中誤差總是要求在公差范圍內(nèi)，所以當(dāng)確定徑向軸承設(shè)計(jì)公差等級(jí)時(shí)可以預(yù)測(cè)徑向軸承的性能。1 基于SDT理論的軸頸誤差的表征與滑動(dòng)軸承動(dòng)力學(xué)模型1.1 點(diǎn)的空間理論公差帶表示限制實(shí)際尺寸變動(dòng)的范圍。實(shí)際尺寸可理解為是理想尺寸上的點(diǎn)經(jīng)一定的空間運(yùn)動(dòng)后所形成的帶有誤差的尺寸。在度量幾何學(xué)中定義點(diǎn)的空間運(yùn)動(dòng)為平移和旋轉(zhuǎn)的乘積,可采用齊次矩陣的形式來(lái)表示。考慮到研究軸頸形狀誤差，根據(jù)點(diǎn)的
機(jī)床與液壓 2022年17期2022-09-21
- 臥式加工中心空間誤差預(yù)測(cè)與驗(yàn)證
工中心為例，采用旋量指數(shù)積分析空間誤差并構(gòu)建機(jī)床誤差模型，基于傳統(tǒng)辨識(shí)技術(shù)識(shí)別各項(xiàng)誤差，同時(shí)給出空間誤差模型預(yù)測(cè)結(jié)果，開(kāi)展基于ISO230-6的體對(duì)角線對(duì)比驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，為進(jìn)一步深入研究機(jī)床空間誤差補(bǔ)償手段提供必要的理論基礎(chǔ)支撐。2 旋量理論分析2.1 剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)任意剛體運(yùn)動(dòng)：剛體從某一位置到另一位置的運(yùn)動(dòng)可通過(guò)繞某一定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)加上沿平行于該直線的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)。旋量運(yùn)動(dòng)[7]的無(wú)窮微小運(yùn)動(dòng)稱為運(yùn)動(dòng)旋量，以幾何形式描述，如圖1所示。圖1 旋量運(yùn)動(dòng)Fig.1 Scre
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2022年6期2022-06-28
- 雅可比旋量的裝配體并聯(lián)結(jié)構(gòu)公差分析方法研究
分析模型,雅可比旋量模型[3-4]在三維空間中表示和傳播公差,一方面可以體現(xiàn)裝配體空間結(jié)構(gòu)在公差傳播過(guò)程中的幾何杠桿作用,另一方面可以全面考慮尺寸公差、形位公差,以及尺寸公差和形位公差之間的耦合結(jié)果。在計(jì)算方面,雅可比旋量模型有著簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)表達(dá)式和相對(duì)成熟的算法,非常適合由多個(gè)零件構(gòu)成、含有大量公差信息的復(fù)雜裝配體[5],但傳統(tǒng)的雅可比旋量模型不能很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配體局部并聯(lián)結(jié)構(gòu)的計(jì)算。對(duì)于裝配體局部并聯(lián)結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)的建模方法只取其局部并聯(lián)鏈中的一條支鏈用于建
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2022年5期2022-05-21
- 基于廣義剛度的多指手抓持穩(wěn)定性分析①
幾種指標(biāo),包括力旋量橢球的體積最小值[15]、最小奇異值和各向同性指標(biāo)[16]等。基于幾何關(guān)系的穩(wěn)定性指標(biāo)也常被使用,包括抓持多邊形的形狀和面積[17]、接觸多邊形的質(zhì)心與對(duì)象質(zhì)心之間的距離和手指位置的不確定度等。但是這類抓持穩(wěn)定指標(biāo)僅僅是考慮了抓持點(diǎn)的分布以及物體表面的內(nèi)法向量,而最大最小抵抗力[18]則是考慮了抓持力的一種穩(wěn)定性指標(biāo),計(jì)算抓持可以抵抗任意方向上的最大的擾動(dòng)力,并且文獻(xiàn)[19]提出了一種有效的求解方法。還有一類從靈巧手構(gòu)型定義的穩(wěn)定性指標(biāo)
高技術(shù)通訊 2022年3期2022-04-30
- 基于粒子群算法的裝配公差組合優(yōu)化*
2]構(gòu)建了雅克比旋量模型，進(jìn)行了基于公差原則的裝配公差統(tǒng)計(jì)分析，考慮了不同公差原則下裝配體末端公差的范圍；PENG等[3]基于雅可比旋量模型，提出以統(tǒng)計(jì)學(xué)原理來(lái)解決機(jī)械裝配體的三維公差重新設(shè)計(jì)的新方法。高瑞等[4]在滿足整體裝配質(zhì)量的前提下，利用中間計(jì)算法優(yōu)化零件尺寸公差，從而提高了零件合格率。趙帥帥等[5]構(gòu)建了成本公差函數(shù)，提出了基于群智能算法的中間軸公差優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。周釗等[6]提出了一種基于布谷鳥(niǎo)算法的多目標(biāo)公差設(shè)計(jì)方法。上述三維公差分析方法，大多
組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 2022年4期2022-04-26
- 含折展平臺(tái)的多模式移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)特性分析
b所示，此時(shí)軸線旋量$i(i=1,3,5,7)相互平行，旋量$i(i=2,4,6,8)交于一點(diǎn)Q，折展平臺(tái)處于完全展開(kāi)位型；改變平臺(tái)軸線位置如圖1所示，當(dāng)旋量$i(i=1,3,5,7)交于一點(diǎn)P，旋量$i(i=2,4,6,8)交于一點(diǎn)Q時(shí)平臺(tái)處于另一分岔過(guò)渡位型，可以實(shí)現(xiàn)前后位型的過(guò)渡變換；繼續(xù)改變軸線位型如圖1c所示，旋量$i(i=1,3,5,7)交于一點(diǎn)P，旋量$i(i=2,4,6,8)交于一點(diǎn)Q，此時(shí)，兩組旋量分別共線、正交形成的平面相互平行，且P投
農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2022年3期2022-04-07
- 結(jié)合POE旋量理論的三軸立式加工中心幾何誤差建模方法
。近年來(lái),POE旋量理論[13]已在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛使用,國(guó)內(nèi)外學(xué)者相繼將該理論應(yīng)用于構(gòu)建機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出幾何誤差模型。Zhao等[14]將幾何誤差源用旋量表示,綜合模型的計(jì)算結(jié)果為誤差旋量的總和,并建立了基于旋量理論的幾何誤差模型。Tian等[15]采用旋量理論構(gòu)建幾何誤差模型時(shí)考慮了垂直度誤差的影響,并用六維向量來(lái)表示誤差元素。Zhao和Tian的研究中沒(méi)有對(duì)每個(gè)軸的基本誤差元素進(jìn)行詳細(xì)描述,同時(shí),在構(gòu)建誤差模型時(shí)直接使用旋量
機(jī)械科學(xué)與技術(shù) 2022年1期2022-03-15
- 基于螺旋理論對(duì)4-URU并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度分析*
6]。拓?fù)鋱D論、旋量理論、李群、李代數(shù)、四元數(shù)等各種數(shù)學(xué)工具不斷被研究人員引入機(jī)構(gòu)學(xué)理論，使機(jī)構(gòu)學(xué)理論有了大量的創(chuàng)新與發(fā)展[7]。螺旋理論（也稱為旋量理論）的引入對(duì)機(jī)器人的構(gòu)型及自由度類型的研究有著舉足輕重的作用[8]。螺旋理論在創(chuàng)立之初一直無(wú)人問(wèn)津，直到20世紀(jì)中葉，Dimentberg應(yīng)用螺旋理論對(duì)空間機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)才被研究人員所了解[9]。目前，針對(duì)串聯(lián)、并聯(lián)以及混聯(lián)機(jī)器人的研究大多數(shù)對(duì)機(jī)器人的構(gòu)型、自由度、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及工作空間等進(jìn)行分析，這些
南方農(nóng)機(jī) 2022年4期2022-02-18
- 立式加工中心空間誤差驗(yàn)證及補(bǔ)償
NG等[6]基于旋量理論計(jì)算了機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)通用模型，有效實(shí)現(xiàn)了機(jī)床空間誤差預(yù)測(cè)與補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)。綜合以上分析，依據(jù)多體系統(tǒng)理論的數(shù)控機(jī)床空間誤差建模及其補(bǔ)償已經(jīng)較為成熟，但是機(jī)床結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜，由于齊次坐標(biāo)變換涉及多個(gè)局部坐標(biāo)系，較為冗余、復(fù)雜，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)丟失幾何誤差的情況并可能出現(xiàn)奇異性的問(wèn)題。因此，本文作者基于旋量理論建立機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)正解，同時(shí)輸出該立式加工中心完備空間誤差模型，在分析21項(xiàng)幾何誤差的基礎(chǔ)上進(jìn)行某立式加工中心的空間誤差建模，進(jìn)一步借助運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解補(bǔ)償
機(jī)床與液壓 2022年24期2022-02-02
- 六自由度機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)旋量逆解及簡(jiǎn)化算法*
用D-H參數(shù)法和旋量法[1-2]。相比于傳統(tǒng)的D-H參數(shù)法，旋量法具有不需要建立局部坐標(biāo)系因此避開(kāi)了局部坐標(biāo)系帶來(lái)的奇異性問(wèn)題，并且能夠很好的區(qū)分多解和具有明顯的幾何意義等優(yōu)點(diǎn)[3-5]，所以越來(lái)越多的學(xué)者將旋量引用到機(jī)器人的研究中。文獻(xiàn)[6]將paden-kahan子問(wèn)題和消元法相結(jié)合解決了后3關(guān)節(jié)交于一點(diǎn)的六自由度逆解問(wèn)題。文獻(xiàn)[7]將吳方法(吳方法是我國(guó)數(shù)學(xué)家吳文俊于20世紀(jì)70年代提出的處理多項(xiàng)式代數(shù)問(wèn)題的一種數(shù)學(xué)方法)引入6R機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 2021年9期2021-09-28
- 結(jié)合旋量理論和代數(shù)方法的六自由度機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解算法
翔等[10]利用旋量理論和代數(shù)消元相結(jié)合提出了6-DOF機(jī)器人逆解算法，該方法適用于末端3個(gè)關(guān)節(jié)軸線相交于一點(diǎn)的串聯(lián)機(jī)器人。李立君等[11]基于旋量理論對(duì)6-DOF混聯(lián)機(jī)械臂進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解，該方法可以穩(wěn)定得出10組工作目標(biāo)位置信息對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)值。盧喆等[12]將幾何法與旋量理論相結(jié)合推導(dǎo)6-DOF串聯(lián)機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)，該方法是采用幾何法解決前3個(gè)關(guān)節(jié)軸線不相交的問(wèn)題，采用Paden-Kahan子問(wèn)題的方法求解后3個(gè)關(guān)節(jié)軸線交于一點(diǎn)的問(wèn)題。Sung等[13]和
科學(xué)技術(shù)與工程 2021年25期2021-09-26
- 基于旋量理論的三頂點(diǎn)剛性折紙可折疊性分析*
分析中，利用運(yùn)動(dòng)旋量分析復(fù)雜的空間機(jī)構(gòu)十分便捷，任一齊次變換矩陣T均可以表示為相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)旋量的矩陣指數(shù)[11]。旋量理論在閉環(huán)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析上被普遍應(yīng)用[12-14]。按照旋量的加法規(guī)則，旋量之間的原部與對(duì)偶部也線性相關(guān)。根據(jù)Grassmann線幾何原理，可以根據(jù)線簇種類確定維數(shù)，并通過(guò)維數(shù)進(jìn)一步確定線矢量線性相關(guān)性。偶量為自由矢量，方向相同即可線性相關(guān)。空間共點(diǎn)的一般旋量空間維度最大為6，最小為3[15]。綜上所述，可以通過(guò)旋量之間的線性相關(guān)性來(lái)
- 基于旋量理論的模塊化機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模
為廣泛。近年來(lái)，旋量法[3-5]在機(jī)器人建模方面得到了很多重視。以旋量進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)描述的最大優(yōu)點(diǎn)是：各連桿是相對(duì)于機(jī)器人底座建立坐標(biāo)系的，同時(shí)各連桿的旋量具有明確的幾何意義，從而簡(jiǎn)化了機(jī)器人。王紅旗等[6]基于旋量理論并利用Lagrange原理對(duì)移動(dòng)機(jī)械手動(dòng)力學(xué)建模。郭冰菁等[7]基于旋量理論對(duì)步態(tài)康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)的建模及仿真，驗(yàn)證了動(dòng)力學(xué)模型的正確性。本文基于旋量理論對(duì)6自由度模塊化機(jī)械臂進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模與分析。首先，基于旋量理論建立機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)方
- 協(xié)作機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)形式化建模與驗(yàn)證
H參數(shù)法[2]和旋量法[3]兩種.其中，D-H參數(shù)法是一種為關(guān)節(jié)鏈中的每一連桿建立坐標(biāo)系的矩陣方法[4].但是對(duì)于相鄰關(guān)節(jié)平行的機(jī)器人，會(huì)出現(xiàn)模型參數(shù)不連續(xù)而導(dǎo)致的奇異性問(wèn)題[5].相較于傳統(tǒng)的D-H參數(shù)法，旋量法從整體上描述剛體的運(yùn)動(dòng)，它無(wú)需建立各連桿坐標(biāo)系，只建立慣性基坐標(biāo)系和末端工具坐標(biāo)系，從而避免了用局部坐標(biāo)系描述時(shí)所造成的奇異性[6].目前，也有許多學(xué)者基于旋量法對(duì)協(xié)作型機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解進(jìn)行研究[7].例如：Igor Dimovsk[8]等基于
小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 2021年7期2021-07-08
- 基于小位移旋量的旋翼系統(tǒng)公差建模及分析
1-2］、雅可比旋量法［3-5］以及小位移旋量（SDT）法［6-8］等。這些方法均是把零件看作剛體，利用幾何誤差累計(jì)進(jìn)行模型精度求解。T-Map法的計(jì)算精度較高，以基于公差域的邊界及變動(dòng)要素進(jìn)行公差建模，以所有符合公差要求的點(diǎn)的集合來(lái)對(duì)各類誤差特征進(jìn)行計(jì)算，然而使用T-Map法難以描述零件間誤差的作用關(guān)系及其分布情況［6］。雅可比旋量法將雅可比方法和旋量方法相結(jié)合對(duì)公差進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，可同時(shí)處理尺寸公差、幾何公差。雅可比方法是以點(diǎn)集的形式表示微小位移，以機(jī)器
航空工程進(jìn)展 2021年3期2021-06-28
- 臥式加工中心雙驅(qū)Z軸裝配體幾何誤差分析
公差分析的雅可比旋量模型定量描述各幾何要素表達(dá)和傳遞幾何要素在公差域的變動(dòng)，該模型結(jié)合了適合公差表達(dá)的旋量模型和適合公差傳遞的雅克比矩陣，已應(yīng)用于齒輪泵[7]和發(fā)動(dòng)機(jī)[8]等裝配過(guò)程，而對(duì)位置可變的機(jī)床雙驅(qū)Z軸進(jìn)給系統(tǒng)的裝配過(guò)程研究較少，也沒(méi)有考慮雙絲杠誤差的制約關(guān)系。對(duì)誤差模型進(jìn)行敏感性分析能夠量化各誤差項(xiàng)對(duì)雙驅(qū)Z軸裝配精度的影響權(quán)重。目前的敏感性分析包括基于一階偏導(dǎo)數(shù)形式[9-10]的局部敏感性分析和包含元效應(yīng)方法[11]、基于方差方法[12]的全局敏
哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年7期2021-06-13
- 基于MATLAB的六足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析仿真
[2]詳細(xì)介紹了旋量理論，本文通過(guò)旋量理論搭建如圖1所示的單腿模型，并作為初始位置，其關(guān)節(jié)軸線上點(diǎn)rn（n=1，2，3）坐標(biāo)相對(duì)于基坐標(biāo)系位置關(guān)系如圖1所示，其中L1=45mm，L2=75mm，L3=135mm。圖1 初始位置單腿構(gòu)型及坐標(biāo)系建立利用旋量理論求得單腿正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為：其中，2 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解圖2 旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)螺旋運(yùn)動(dòng)情況將式（4）右乘可得：如圖2所示，圓1與圓2交于點(diǎn)p21、p22，圓2和圓3交于點(diǎn)p31、p32中，在初始位姿下，點(diǎn)p通過(guò)軸線ζ3旋
南方農(nóng)機(jī) 2021年5期2021-03-12
- 基于旋量和自運(yùn)動(dòng)的七自由度機(jī)械臂逆解算法
H參數(shù)法[1]和旋量法[2]來(lái)建立機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。D-H參數(shù)法需要在每個(gè)連桿處建立坐標(biāo)系，然后，得出每一個(gè)連桿坐標(biāo)系相對(duì)于前一連桿坐標(biāo)系的位姿轉(zhuǎn)換矩陣，即得到機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。D-H參數(shù)法相對(duì)于旋量法更加復(fù)雜，但目前用來(lái)分析機(jī)械臂正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)十分成熟，且應(yīng)用廣泛[3,4]。而采用旋量法建立機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，只需要建立基坐標(biāo)系和末端執(zhí)行器坐標(biāo)系，通過(guò)確定各個(gè)連桿之間的旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動(dòng)，得到機(jī)械臂末端坐標(biāo)系相對(duì)于基坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，旋量法相對(duì)于D-H參數(shù)法更加簡(jiǎn)
南陽(yáng)理工學(xué)院學(xué)報(bào) 2021年6期2021-02-28
- 多無(wú)人機(jī)繩索懸掛協(xié)同搬運(yùn)固定時(shí)間控制
計(jì)算了系統(tǒng)的有效旋量空間，并分析了旋量空間與系統(tǒng)構(gòu)型和運(yùn)動(dòng)加速度之間的關(guān)系。其次規(guī)劃了載荷與無(wú)人機(jī)的可行運(yùn)動(dòng)軌跡，滿足系繩張緊狀態(tài)要求且避免了無(wú)人機(jī)之間的碰撞。最后設(shè)計(jì)了固定時(shí)間跟蹤控制器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)期望軌跡的快速穩(wěn)定跟蹤。1 有效旋量空間分析1.1 系統(tǒng)平衡方程多無(wú)人機(jī)繩索懸掛式協(xié)同搬運(yùn)系統(tǒng)由N個(gè)無(wú)人機(jī)、懸掛載荷(本文研究質(zhì)點(diǎn)模型)和連接無(wú)人機(jī)與載荷的系繩構(gòu)成，如圖1所示。圖1 多無(wú)人機(jī)繩索懸掛式協(xié)同搬運(yùn)系統(tǒng)坐標(biāo)系Fig.1 Coordinate syst
導(dǎo)航定位與授時(shí) 2021年1期2021-02-03
- 一種2R1T類球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)速度分析
法有閉環(huán)矢量法、旋量法、影響系數(shù)法[13-14]和網(wǎng)絡(luò)分析法[15]等. 前三種方法實(shí)質(zhì)是求解速度映射即雅克比矩陣，一般通過(guò)對(duì)位置約束方程求導(dǎo)來(lái)獲得速度映射關(guān)系，但在位置約束方程本身就很復(fù)雜的情況下，對(duì)其進(jìn)行一階求導(dǎo)就更加困難. 網(wǎng)絡(luò)分析法以圖論為基礎(chǔ)，適合多環(huán)強(qiáng)耦合并聯(lián)機(jī)構(gòu)的速度和力分析，對(duì)于少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的速度分析通用性不強(qiáng).為避開(kāi)雅克比矩陣和位置導(dǎo)數(shù)的求解，本文在文獻(xiàn)[9]的基礎(chǔ)上，利用Riemann對(duì)稱空間理論對(duì)一種自由度類球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了瞬時(shí)
哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2020年1期2020-12-21
- 一種基于旋量理論的機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)誤差對(duì)其精度影響的分析方法
器人的分析當(dāng)中，旋量理論便是其中重要的一個(gè)。為避免Denavit-Hartenberg模型（簡(jiǎn)稱DH模型）的奇異性，K.Okamura 等[9]將Exponential of Product公式（簡(jiǎn)稱POE 公式）應(yīng)用到串聯(lián)機(jī)器人的標(biāo)定中，并建立了一般性的幾何誤差模型。譚月勝等[10]利用旋量理論建立了一模塊化機(jī)械臂末端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)誤差數(shù)學(xué)模型。但是該模型只是將關(guān)節(jié)的誤差影響設(shè)為6個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的旋量，為隱式表達(dá)，并不能直接反映關(guān)節(jié)具體誤差源的影響。黃勇剛等[1
湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2020年5期2020-11-06
- 三平移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)學(xué)符號(hào)解及性能評(píng)價(jià)
求得各支鏈傳遞力旋量與約束力旋量，求得該機(jī)構(gòu)各支鏈的輸入傳遞指標(biāo)、輸出傳遞指標(biāo)與局部傳遞指標(biāo)表達(dá)式，得到兩種指標(biāo)曲線分布圖；根據(jù)約束力旋量與輸入、輸出運(yùn)動(dòng)旋量的互易積，以及傳遞力旋量與輸入、輸出運(yùn)動(dòng)旋量的互易積等分析機(jī)構(gòu)的奇異位型；最后，根據(jù)局部傳遞指標(biāo)曲線評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)距離奇異位型的遠(yuǎn)近。1 機(jī)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì)及分析1.1 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的具有正向位置符號(hào)解的3T并聯(lián)機(jī)構(gòu)如圖1所示，定平臺(tái)0(導(dǎo)軌)與動(dòng)平臺(tái)1之間通過(guò)兩條混合支鏈Ⅰ、Ⅱ連接。圖1 具有正向位置符號(hào)解
農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2020年9期2020-10-10
- 基于有限和瞬時(shí)旋量理論的Exechon并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
設(shè)計(jì)的有限和瞬時(shí)旋量理論（FIS理論）：有限旋量可描述并聯(lián)機(jī)器人的有限運(yùn)動(dòng)，即其位移；瞬時(shí)旋量用于表示并聯(lián)機(jī)器人的速度。有限旋量和瞬時(shí)旋量之間的微分映射可以有效地反映位移和速度的關(guān)系，基于此，可在統(tǒng)一數(shù)學(xué)框架下建立并聯(lián)機(jī)器人的拓?fù)淠Ｐ秃退俣饶Ｐ停瑸镋xechon并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析提供新方法。在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中，首先在串聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中引入雅克比矩陣的條件數(shù)，隨后直接擴(kuò)展到并聯(lián)機(jī)器人，提出了局部條件數(shù)［12］、全局條件數(shù)［13］等一系列指標(biāo)。然而，
工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào) 2020年3期2020-07-21
- 雙層環(huán)形桁架可展天線機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性與動(dòng)力學(xué)分析
，用帶數(shù)字的運(yùn)動(dòng)旋量表示不同關(guān)節(jié)處的運(yùn)動(dòng)，如用$2表示連接桿件AE和DF轉(zhuǎn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)，可以得到閉環(huán)可展開(kāi)機(jī)構(gòu)單元的旋量約束拓?fù)鋱D，如圖4所示。圖4 閉環(huán)可展開(kāi)機(jī)構(gòu)單元旋量約束拓?fù)鋱DFig.4 Screw constraint topology of closed loop deployable mechanism unit由連接桿件AB1和桿件AB2的轉(zhuǎn)動(dòng)副11空間位置坐標(biāo)，可得(2)式中：r11表示轉(zhuǎn)動(dòng)副11的空間位置；n為花盤尺寸。轉(zhuǎn)動(dòng)副11的轉(zhuǎn)軸所在
兵工學(xué)報(bào) 2020年4期2020-05-20
- 基于旋量理論的并聯(lián)機(jī)構(gòu)過(guò)約束分析步驟的改進(jìn)
約束）也不例外。旋量是具有旋距要素的線矢量（也稱為螺旋）。旋量可以表示運(yùn)動(dòng)學(xué)中的一般剛體運(yùn)動(dòng)或者靜力學(xué)中的廣義力（包括力和力偶）。旋量理論可以追溯到18世紀(jì)的Mozzi瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)軸及19世紀(jì)初葉的Poinsot合力中心軸與Chasles位移軸。至1876年，Ball完成了對(duì)這一理論的系統(tǒng)研究，并體現(xiàn)在其1900年的著作當(dāng)中。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和約束情況較為復(fù)雜，因而最適宜采用旋量理論進(jìn)行描述。20世紀(jì)80年代以來(lái)陸續(xù)有學(xué)者開(kāi)始用旋量來(lái)表達(dá)Stewart平臺(tái)和6-
佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2020年1期2020-03-12
- 旋量玻色-愛(ài)因斯坦凝聚體拓?fù)湫再|(zhì)的研究進(jìn)展*
量子態(tài)上, 形成旋量玻色-愛(ài)因斯坦凝聚體.靈活的自旋自由度成為體系相關(guān)的動(dòng)力學(xué)變量, 可以使體系出現(xiàn)新奇的拓?fù)淞孔討B(tài), 如自旋疇壁、渦旋、磁單極子、斯格明子等.本文綜述了旋量玻色-愛(ài)因斯坦凝聚的實(shí)驗(yàn)和理論研究, 旋量玻色-愛(ài)因斯坦凝聚體中拓?fù)淙毕莸姆N類, 以及兩分量、三分量玻色-愛(ài)因斯坦凝聚體中拓?fù)淙毕莸难芯窟M(jìn)展.1 引 言對(duì)于一個(gè)多粒子的玻色系統(tǒng), 當(dāng)體系的溫度極低, 且原子間的距離足夠靠近時(shí), 大量原子將會(huì)凝聚在動(dòng)量為零的最低能態(tài)上, 從而出現(xiàn)一種具有
物理學(xué)報(bào) 2020年1期2020-01-16
- 具有3T、2T1R和2R1T模式的并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合
桿A1A2的約束旋量，然后求解連桿A1A2的運(yùn)動(dòng)螺旋，接著得到連桿A1A2連接平行四邊形機(jī)構(gòu)R41R42R43R44后得到的混聯(lián)運(yùn)動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)旋量，求解混聯(lián)運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)┘釉趧?dòng)平臺(tái)A3A4上的約束旋量，最后結(jié)合運(yùn)動(dòng)鏈B3A3施加在動(dòng)平臺(tái)A3A4的約束旋量，對(duì)其求解互易積計(jì)算動(dòng)平臺(tái)A3A4的自由度?；炻?lián)運(yùn)動(dòng)鏈中的驅(qū)動(dòng)副產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)旋量也可以使用上述方法進(jìn)行計(jì)算，這種方法計(jì)算量較大。第2種方法，可以將圖5中連桿A1A2作為動(dòng)平臺(tái)，支鏈B1A1作為第1支鏈，支鏈B2A2作
農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2019年12期2019-12-31
- 基于雅可比旋量的并聯(lián)配合特征三維公差分析方法及其應(yīng)用
[1]采用小位移旋量分析裝配中的結(jié)合面誤差，提出JSS矩陣方法，分析裝配誤差分量的傳遞路徑，結(jié)合雅可比矩陣，建立了齒輪泵裝配誤差模型，驗(yàn)證該方法準(zhǔn)確性；文獻(xiàn)[2]運(yùn)用小位移旋量表達(dá)幾何要素在公差域內(nèi)的變動(dòng)，結(jié)合齊次坐標(biāo)變換傳遞裝配誤差，并計(jì)算封閉環(huán)的相對(duì)于全局坐標(biāo)系的變動(dòng)，根據(jù)實(shí)例分析，驗(yàn)證了該方法的可行性；文獻(xiàn)[3]分析了多種二維和三維公差分析方法，結(jié)合實(shí)例描述了各方法的特點(diǎn)，總結(jié)了三維公差分析方法的優(yōu)勢(shì)；文獻(xiàn)[4]以齒輪泵體為例，運(yùn)用雅可比旋量建立了裝
組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 2019年11期2019-11-27
- 基于距離誤差的機(jī)器人參數(shù)辨識(shí)模型與冗余性分析
]。本文利用關(guān)節(jié)旋量的空間幾何特性，建立機(jī)器人的伴隨變換型距離誤差模型，使得辨識(shí)后的關(guān)節(jié)旋量自動(dòng)滿足物理約束條件。在此基礎(chǔ)上，基于辨識(shí)雅可比矩陣的零空間，分析不同距離誤差測(cè)量方式下可辨識(shí)參數(shù)的冗余性。最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)距離誤差模型的有效性和參數(shù)冗余性分析的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。1 伴隨變換型誤差模型1.1 正運(yùn)動(dòng)學(xué)模型對(duì)于n自由度串聯(lián)機(jī)器人，令i和θi分別為轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)i的運(yùn)動(dòng)旋量和轉(zhuǎn)動(dòng)角度，則有(1)其中vi=qiwi式中O1×3——1行3列零矩陣vi——關(guān)節(jié)量矩q
農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2018年11期2018-12-04
- 基于旋量的4UPS/UPR并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模及分析*
雜，且極易出錯(cuò)。旋量代數(shù)以其對(duì)剛體空間運(yùn)動(dòng)描述的幾何直觀性與代數(shù)抽象性而備受機(jī)構(gòu)學(xué)者的歡迎。李澤湘等[5]基于旋量及其伴隨變換建立了機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程，揭示了李群、李代數(shù)在機(jī)器人學(xué)中的應(yīng)用。郭菲等[6]基于旋量鍵合圖建立了3-UPS/S機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型。Gallardo等[7]利用旋量代數(shù)及虛功原理建立了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型，其推導(dǎo)過(guò)程中需要得到剛體質(zhì)心點(diǎn)的速度、加速度，旋量建模的優(yōu)越性并沒(méi)有得到較好的體現(xiàn)。Sugimoto[8]利用影響系數(shù)矩陣和環(huán)矩陣建
組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 2018年5期2018-06-07
- 六自由度組芯機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)研究
人領(lǐng)域熱點(diǎn)之一.旋量法[2]是用一組對(duì)偶矢量的螺旋來(lái)表示物體運(yùn)動(dòng)的角速度和線速度.相比于傳統(tǒng)D-H矩陣的參數(shù)法，旋量法的優(yōu)勢(shì)在于從整體上描述剛體的運(yùn)動(dòng)，避免局部坐標(biāo)系描述時(shí)所造成的奇異性；對(duì)剛體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行幾何描述，可以簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)的分析；具有明顯的幾何意義優(yōu)點(diǎn)，使用指數(shù)積進(jìn)行逆解求解時(shí)，可以明確多解的條件與個(gè)數(shù).為求解機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解問(wèn)題，首先要解決一般機(jī)器人設(shè)計(jì)中遇到的逆解子問(wèn)題，然后設(shè)法將整個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問(wèn)題分解成若干個(gè)解為已知的子問(wèn)題.其中最著名的是Paden
安徽工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2018年1期2018-03-30
- 光子的旋量波動(dòng)方程
的Fermion旋量波動(dòng)方程. 自Dirac發(fā)現(xiàn)自旋為1/2粒子的相對(duì)論波動(dòng)方程后, 利用Lorentz群理論研究旋量和矢量已取得較大進(jìn)展[12]. 在四維時(shí)空旋轉(zhuǎn)下, 旋量可更好地描述Lorentz不變性的概念[13-14]. 利用光子的旋量波動(dòng)方程, 可以研究光在真空和介質(zhì)中的量子特性[15-16]. 基于此, 本文提出自由和非自由光子的旋量波動(dòng)方程, 給出自旋算子、 自旋與空間波函數(shù)及光場(chǎng)的Lagrange密度. 由單光子自旋波函數(shù)得到兩光子或多光子
吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（理學(xué)版） 2018年2期2018-03-27
- 基于旋量理論的仿人機(jī)械臂正運(yùn)動(dòng)學(xué)與可操作性分析*
聰 陳惠綱?基于旋量理論的仿人機(jī)械臂正運(yùn)動(dòng)學(xué)與可操作性分析*李文威1周廣兵1,2陳再勵(lì)1吳亮生1黃煒聰1陳惠綱1（1.華南智能機(jī)器人創(chuàng)新研究院 2.廣東省智能制造研究所）為研究仿人機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)性能，采用旋量理論對(duì)SRU構(gòu)型仿人機(jī)械臂進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)與可操作性分析。首先基于指數(shù)積公式對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，獲得通用的正解解析式；其次基于運(yùn)動(dòng)旋量計(jì)算機(jī)械臂的雅克比矩陣，并通過(guò)雅克比矩陣獲得機(jī)械臂操作空間中任意一點(diǎn)的全局相對(duì)可操作度；最后以某六自由度仿人機(jī)械臂為算
自動(dòng)化與信息工程 2018年5期2018-03-02
- 基于旋量理論的三指機(jī)器人靈巧手逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
241000基于旋量理論的三指機(jī)器人靈巧手逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析裴九芳 許德章 王 海安徽工程大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，蕪湖，241000為提高三指機(jī)器人靈巧手逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的求解效率，提出了基于旋量理論的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)新的求解算法。以Shadow三指靈巧手為例，在無(wú)法直接利用單純的Paden-Kahan 子問(wèn)題求解逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的條件下，食指(無(wú)名指)的逆解采用Paden-Kahan子問(wèn)題與代數(shù)解相結(jié)合的算法，拇指的逆解采用數(shù)值法與Paden-Kahan子問(wèn)題相結(jié)合的算法。最后通過(guò)計(jì)
中國(guó)機(jī)械工程 2017年24期2017-12-29
- 一種并/混聯(lián)汽車電泳涂裝輸送機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)/力傳遞效率性能分析
價(jià)方法。首先采用旋量形式導(dǎo)出輸送機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)，再根據(jù)旋量的Klein型即李代數(shù)e(3)的雙線性形式，建立了以輸送機(jī)構(gòu)末端執(zhí)行器的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)功率與輸入端瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)功率的比值作為表征機(jī)構(gòu)輸入輸出的運(yùn)動(dòng)/力瞬時(shí)傳遞效率的瞬態(tài)分析評(píng)價(jià)指標(biāo)?；谒岢龅姆治鲈u(píng)價(jià)方法，得出機(jī)構(gòu)在三種典型期望運(yùn)動(dòng)軌跡下從輸入端到輸出端的運(yùn)動(dòng)/力瞬時(shí)傳遞效率隨時(shí)間變化的曲線，并求得其運(yùn)動(dòng)/力平均傳遞效率。最后利用MATLAB軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)例仿真，仿真結(jié)果表明了評(píng)價(jià)指標(biāo)的合理性和有效
中國(guó)機(jī)械工程 2017年18期2017-09-29
- 復(fù)合勢(shì)下三維旋量玻色-愛(ài)因斯坦凝聚暗孤子及其自旋紋理*
4)復(fù)合勢(shì)下三維旋量玻色-愛(ài)因斯坦凝聚暗孤子及其自旋紋理*王海紅, 宗豐德(浙江師范大學(xué) 非線性物理研究所,浙江 金華 321004)為了充分揭示復(fù)合勢(shì)下三維旋量玻色-愛(ài)因斯坦凝聚暗孤子的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)及自旋紋理結(jié)構(gòu)，運(yùn)用能量泛函方法和直接數(shù)值仿真耦合Gross-Pitaevskii方程組,在三維拋物勢(shì)和二維高斯勢(shì)組成的復(fù)合勢(shì)下構(gòu)造了多種帶有不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)因子穩(wěn)定的自旋為1的三維鐵磁態(tài)旋量玻色-愛(ài)因斯坦凝聚暗孤子,并分析了它們的動(dòng)力學(xué)特性.選擇其中一種暗孤子作為
- 基于旋量代數(shù)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及應(yīng)用
75000)基于旋量代數(shù)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及應(yīng)用耿明超1劉麗娟1張燦果1王嫣嫣1劉 愛(ài)2(1.河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000；2.張家口高新盛華熱力有限公司，河北 張家口 75000)傳統(tǒng)的加速度用兩個(gè)三維矢量分別表示剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)學(xué)及后續(xù)的動(dòng)力學(xué)建模過(guò)程復(fù)雜且極易出錯(cuò)，不能滿足構(gòu)型復(fù)雜機(jī)器人的建模需求.而旋量將剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)統(tǒng)一為一個(gè)整體，能夠簡(jiǎn)化剛體運(yùn)動(dòng)的表示形式.基于旋量代數(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模方法，形式簡(jiǎn)潔、物理意義明確，為機(jī)器人的
河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào) 2017年2期2017-07-25
- 基于公差原則的裝配公差統(tǒng)計(jì)分析*
問(wèn)題，基于雅克比旋量理論建立了考慮公差原則的三維裝配公差模型，并結(jié)合蒙特卡洛法對(duì)裝配體進(jìn)行統(tǒng)計(jì)公差分析，期間在用旋量區(qū)間表示特征變動(dòng)時(shí)并考慮了旋量間的約束關(guān)系，使公差分析結(jié)果更加符合實(shí)際情況。最后以簡(jiǎn)易頂尖尾座裝配體為實(shí)例，對(duì)比了零件應(yīng)用不同公差原則時(shí)的公差分析結(jié)果，驗(yàn)證了所述方法的有效性。公差原則；雅可比旋量模型；公差分析；蒙特卡洛0 引言與物理樣機(jī)相比，數(shù)字樣機(jī)可大幅度提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的速度和質(zhì)量，而數(shù)字樣機(jī)技術(shù)還存在著諸多的問(wèn)題[1]。例如在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行三
組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 2017年5期2017-05-25
- 基于旋量理論的四自由度抓取機(jī)械手奇異位形分析
18124）基于旋量理論的四自由度抓取機(jī)械手奇異位形分析劉青松，袁 杰，錢建華（中科華核電技術(shù)研究院有限公司，廣東 深圳 518124）機(jī)構(gòu)奇異位形是影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)性能的重要因素之一，機(jī)械手的奇異位形可導(dǎo)致機(jī)構(gòu)鎖死、控制復(fù)雜化、危害人員安全等問(wèn)題．本文針對(duì)四自由度抓取機(jī)械手采用旋量理論對(duì)該機(jī)械手進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，并推導(dǎo)出了機(jī)械手奇異位形，采用隨機(jī)取點(diǎn)法驗(yàn)證了旋量方法的可行性．在此基礎(chǔ)上，利用MATLAB Robotics對(duì)奇異位形進(jìn)行了仿真分析．仿真結(jié)果表
河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年1期2017-01-06
- 基于旋量理論的混聯(lián)采摘機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與試驗(yàn)
10000）基于旋量理論的混聯(lián)采摘機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與試驗(yàn)陽(yáng)涵疆，李立君※，高自成（中南林業(yè)科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410000）為滿足油茶果機(jī)械化、自動(dòng)化采摘的要求，避免利用傳統(tǒng)的Denavit-Hartenberg(D-H)參數(shù)法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析時(shí)的缺陷，提出了一種基于旋量理論構(gòu)建混聯(lián)采摘機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的方法。根據(jù)混聯(lián)采摘機(jī)器人機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)化；基于所提出的方法建立了機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，獲得末端執(zhí)行器的位置正解；隨機(jī)選取5組關(guān)節(jié)變量
農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2016年9期2016-12-19
- 基于凸集理論的繩牽引串并聯(lián)機(jī)器人工作空間算法
串并聯(lián)機(jī)器人的力旋量可行工作空間，提出一種基于凸集理論的非迭代求解算法。該算法利用閔可夫斯基之和的性質(zhì)構(gòu)造繩索的旋量集，借助非迭代的數(shù)學(xué)思想驗(yàn)證該旋量集是否完全包含外部旋量集。首先，通過(guò)確定初始超平面找出凸集所有的邊界超平面,根據(jù)初始超平面偏移的距離確定邊界超平面投影位置; 然后推導(dǎo)出旋量平衡的判定表達(dá)式，并采用數(shù)值分析的方法得到繩牽引機(jī)器人的力旋量可行工作空間;最后，采用該算法對(duì)兩種典型的繩牽引串并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行工作空間求解，結(jié)果驗(yàn)證了所提出的基于凸集理論
中國(guó)機(jī)械工程 2016年18期2016-10-13
- 基于蒙特卡洛模擬與響應(yīng)面方法的公差建模
響應(yīng)面法；小位移旋量；約束不等式；變動(dòng)不等式0 引言科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促使機(jī)床朝著高速和高精度方向發(fā)展,機(jī)床精度性能的設(shè)計(jì)與提高變得日益重要。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在機(jī)床精度設(shè)計(jì)領(lǐng)域開(kāi)展了大量的研究,取得了一定的進(jìn)展。文獻(xiàn)[1-3]運(yùn)用多體運(yùn)動(dòng)學(xué)理論建立了機(jī)床的誤差傳遞模型;文獻(xiàn)[4-5]分析了加載時(shí)工作零件的變形量,將其轉(zhuǎn)變?yōu)檠趴杀?span id="syggg00" class="hl">旋量修正量, 通過(guò)對(duì)雅可比旋量公差模型在實(shí)際工況下的修正, 建立了基于雅可比旋量和實(shí)際工況的裝配體公差數(shù)學(xué)模型;文獻(xiàn)[6]給出了三維公差累積
中國(guó)機(jī)械工程 2015年4期2015-10-28
- 適于高超聲速飛行器的三維非線性滑模制導(dǎo)律
合問(wèn)題，定義視線旋量和視線旋量速度，構(gòu)建了基于視線旋量和視線旋量速度的高超聲速飛行器三維非線性制導(dǎo)參考模型；然后，針對(duì)參數(shù)擾動(dòng)問(wèn)題，基于變結(jié)構(gòu)控制理論，推導(dǎo)出一種適于多約束制導(dǎo)要求的三維非線性滑模制導(dǎo)律，并通過(guò)理論推導(dǎo)證明了該制導(dǎo)律的穩(wěn)定性；最后，引入偽控制變量，完成了制導(dǎo)參數(shù)的優(yōu)化，從而完成三維非線性偽最優(yōu)滑模制導(dǎo)律的設(shè)計(jì)。該制導(dǎo)律能夠從理論上克服運(yùn)動(dòng)耦合和參數(shù)擾動(dòng)問(wèn)題，其制導(dǎo)參數(shù)又滿足一定物理意義下的最優(yōu)性。仿真結(jié)果驗(yàn)證了制導(dǎo)律的有效性。高超聲速飛行器
系統(tǒng)工程與電子技術(shù) 2015年9期2015-07-26
- 基于旋量法的可變形六足機(jī)器人腿部運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模。而旋量方法可以表示任意方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，且只需建立基礎(chǔ)坐標(biāo)系S和工具坐標(biāo)系T兩個(gè)坐標(biāo)系，運(yùn)算過(guò)程較D-H法簡(jiǎn)單。利用旋量理論計(jì)算機(jī)器人的雅克比矩陣可避免對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)位姿正解求導(dǎo)，簡(jiǎn)化了計(jì)算，并且避免了D-H法的奇異性問(wèn)題。因此采用旋量方法和指數(shù)積公式建立可變形腿的運(yùn)動(dòng)模型，計(jì)算腿部的正解和逆解以及雅可比矩陣。劉亞軍等運(yùn)用旋量方法建立操作臂串聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，得到該操作臂的16組運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的解析解[3]。胡典傳等利用傳統(tǒng)D-H分析方法建立裝夾機(jī)械手
制造業(yè)自動(dòng)化 2015年6期2015-07-07
- 基于旋量方法的高超聲速飛行器三維非線性偽最優(yōu)制導(dǎo)律設(shè)計(jì)*
標(biāo)視線矢量的幾何旋量，并最終設(shè)計(jì)了一種考慮制導(dǎo)參數(shù)優(yōu)化的新型三維非線性制導(dǎo)律。1 制導(dǎo)問(wèn)題分析構(gòu)建如圖1所示的飛行器對(duì)目標(biāo)進(jìn)行俯沖攻擊的示意圖，目標(biāo)T固定于坐標(biāo)系的原點(diǎn)O，r為彈目視線矢量，其長(zhǎng)度為r，從目標(biāo)質(zhì)心T指向飛行器質(zhì)心M。M'為M在xoz平面的投影。qd和qt分別為視線高低角和視線方位角，qtt為視線矢量在轉(zhuǎn)彎平面內(nèi)的方向角。ec，et，ed，er，ett為單位矢量，ec與矢量 OM'同向，et與 y軸同向，er與 r同向，O－eceted構(gòu)成右
國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2015年6期2015-05-16
- 基于旋量理論的Stanford機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
，計(jì)算復(fù)雜。運(yùn)用旋量理論可以把復(fù)雜的空間機(jī)構(gòu)問(wèn)題變得十分簡(jiǎn)單，它已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到機(jī)器人領(lǐng)域中［1－5］。1969年Victor Scheinman設(shè)計(jì)了Stanford機(jī)器人，目前已被廣泛地應(yīng)用于教學(xué)和工業(yè)生產(chǎn)中。董明曉［6］和趙軻［7］等均在D-H齊次變換矩陣的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出逆運(yùn)動(dòng)問(wèn)題算法。本文作者對(duì)Stanford機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)分析采用旋量理論的方法，通過(guò)指數(shù)積公式建立機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型，根據(jù)該機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，應(yīng)用Paden-Kahan子問(wèn)題求解S
機(jī)床與液壓 2015年3期2015-04-26
- 厚積而薄發(fā) 格物以致知——戴建生教授新著《機(jī)構(gòu)學(xué)與機(jī)器人學(xué)的幾何基礎(chǔ)與旋量代數(shù)》與《旋量理論與李群、李代數(shù)》評(píng)述
人學(xué)的幾何基礎(chǔ)與旋量代數(shù)》與《旋量理論與李群、李代數(shù)》評(píng)述陳定方武漢理工大學(xué)，武漢，430063戴建生教授在機(jī)構(gòu)學(xué)與機(jī)器人學(xué)領(lǐng)域取得了豐碩的研究成果，他是國(guó)際上享有盛譽(yù)的可重構(gòu)機(jī)構(gòu)與可重構(gòu)機(jī)器人學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威專家,并于今年(2015年)獲得了ASME機(jī)構(gòu)學(xué)與機(jī)器人學(xué)終身成就獎(jiǎng)。藉二十余年的學(xué)術(shù)積淀，戴教授在耳順之年(2014年)出版了兩部新著。其中，《機(jī)構(gòu)學(xué)與機(jī)器人學(xué)的幾何基礎(chǔ)與旋量代數(shù)》為高等教育出版社“機(jī)器人科學(xué)與技術(shù)”叢書的第一部；這部專著的第二章至第
中國(guó)機(jī)械工程 2015年14期2015-01-28
- 一種七自由度冗余機(jī)械臂的奇異構(gòu)形特征分析
入了一種基于相關(guān)旋量抑制的方法。采用這種方法，對(duì)一種構(gòu)型與加拿大臂2相同的七自由度冗余機(jī)械臂進(jìn)行了奇異性分析，得出了七自由度冗余機(jī)械臂出現(xiàn)奇異時(shí)的5種情況。為了深入和形象地理解機(jī)械臂的奇異構(gòu)形，針對(duì)每種情況進(jìn)行了詳細(xì)分析，得出了每種情況對(duì)應(yīng)的奇異構(gòu)形的幾何特征，并用圖解形式直觀地給出了奇異構(gòu)形的例子。七自由度冗余機(jī)械臂；奇異性分析；相關(guān)旋量抑制方法；奇異構(gòu)形特征0 引言七自由度機(jī)械臂是能夠完成多維空間任務(wù)的冗余機(jī)械臂中結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的，同時(shí)也具有了操作靈活、
機(jī)械與電子 2014年10期2014-09-06
- Kinematics analysis of cleaning robot for aircraft surfaces based on screw theory*
749366基于旋量法的飛機(jī)表面清洗機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析*針對(duì)5自由度飛機(jī)表面清洗機(jī)器人，通過(guò)旋量和指數(shù)積公式求解了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解，得出末端執(zhí)行器相對(duì)慣性坐標(biāo)系的位形。采用運(yùn)動(dòng)螺旋求解了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解的雅可比矩陣，為機(jī)構(gòu)的奇異性、實(shí)時(shí)控制、可操作性的研究提供了理論基礎(chǔ)。機(jī)器人；雅可比矩陣；運(yùn)動(dòng)學(xué)；旋量理論；指數(shù)積公式TP2422013-11-04*Project supported by Undergraduate Innovative Training Progra
機(jī)床與液壓 2014年6期2014-09-05
- 基于雅可比旋量統(tǒng)計(jì)法的發(fā)動(dòng)機(jī)三維公差分析
07）基于雅可比旋量統(tǒng)計(jì)法的發(fā)動(dòng)機(jī)三維公差分析陳華1，唐廣輝2，陳志強(qiáng)2，李志敏1，金隼1（1.上海交通大學(xué)上海市復(fù)雜薄板結(jié)構(gòu)數(shù)字化制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200240；2.上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）為了在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配體的公差分析中考慮傳統(tǒng)尺寸鏈無(wú)法處理的幾何公差信息，以發(fā)動(dòng)機(jī)的做功機(jī)構(gòu)為分析對(duì)象，引入雅可比旋量模型，建立在尺寸和形位公差約束下的特征及其配合旋量的變動(dòng)和約束方程。將其融入到蒙特卡洛算法中，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)做功機(jī)構(gòu)的三維統(tǒng)計(jì)公差
哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2014年11期2014-06-15
- 旋量理論的變胞機(jī)構(gòu)全構(gòu)態(tài)動(dòng)力學(xué)模型
150001)?旋量理論的變胞機(jī)構(gòu)全構(gòu)態(tài)動(dòng)力學(xué)模型劉秀蓮1,2,張校東2(1.黑龍江科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院, 哈爾濱 150022; 2.哈爾濱工程大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院, 哈爾濱 150001)為豐富和發(fā)展機(jī)構(gòu)學(xué)理論，通過(guò)引入切斷鉸，將空間串并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析問(wèn)題轉(zhuǎn)化為開(kāi)鏈機(jī)構(gòu)和局部閉鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析子問(wèn)題，基于旋量理論建立切斷鉸空間機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型。采用旋量理論和Kane方法對(duì)五桿兩自由度閉鏈變胞機(jī)構(gòu)的廣義主動(dòng)力和廣義慣性力進(jìn)行了計(jì)算，并建立切
黑龍江科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2013年3期2013-11-04
- 基于旋量理論的機(jī)器人誤差建模方法
量簡(jiǎn)化公式.現(xiàn)代旋量理論在使用矩陣指數(shù)以及指數(shù)積表示剛體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上為開(kāi)鏈機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)提供了完整的幾何描述［5-7］.Moon［8-9］在可重構(gòu)機(jī)床的精度預(yù)測(cè)和補(bǔ)償研究中，將傳統(tǒng)矩陣微分方法獲得的機(jī)床模塊誤差矩陣等效為誤差旋量，從而應(yīng)用現(xiàn)代旋量理論的指數(shù)積公式建立了機(jī)床的誤差模型.譚月勝［10］通過(guò)對(duì)指數(shù)積公式中各旋量參數(shù)的微分，得出了一種機(jī)械臂末端執(zhí)行器位姿誤差的近似計(jì)算公式.本文直接將機(jī)器人各關(guān)節(jié)旋量誤差看成是一種假想廣義運(yùn)動(dòng)副旋量運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，從而與關(guān)
哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2010年3期2010-11-16