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基于无奇异工作空间和关节空间的5R并联机构性能分析
1
作者
梁俊侨
刘伟
+3 位作者
刘霞
王琰
闫刚
张楠
《机电工程》
北大核心
2025年第1期127-136,163,共11页
针对并联机构的性能分析多集中于工作空间,而针对关节空间的研究较少这一问题,以5R并联机构为研究对象,对其在无奇异工作空间和关节空间中的性能进行了分析。首先,建立了机构的运动学方程,得到了装配模式、工作模式的定义;然后,利用一...
针对并联机构的性能分析多集中于工作空间,而针对关节空间的研究较少这一问题,以5R并联机构为研究对象,对其在无奇异工作空间和关节空间中的性能进行了分析。首先,建立了机构的运动学方程,得到了装配模式、工作模式的定义;然后,利用一种无量纲化的参数模型,将机构运动学参数的无限设计空间转化为一个有限的平面设计区域,得到了机构不同尺寸参数下的工作空间和关节空间的分布;之后,绘制了机构设计空间中奇异轨迹的分布,得到了机构的无奇异工作空间,以无奇异工作空间面积最大化为指标,对机构的尺寸参数进行了优化设计;最后,在最大无奇异工作空间和关节空间中,对机构进行了性能分析,得到了机构的最大内切矩形、可操作度与奇异边界距离性能指标分布图。研究结果表明:机构在工作空间内具有较好的运动学性能,基于可操作度对机构进行轨迹规划,平均可操作度可提高17%;并联机构的优化设计需综合考虑奇异边界距离和可操作度性能指标,确保机构在远离奇异位形的同时,保持较高的运动灵活性。
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关键词
工作空间
关节空间
奇异轨迹
可操作度
奇异边界距离
运动学性能
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职称材料
2T1R印花定位双模式并联机器人机构设计与分析
2
作者
王琰
郭飞飞
+3 位作者
梁俊侨
闫刚
张楠
刘伟
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2025年第4期71-77,共7页
针对目前纺织印花重复叠印次数多时,印花装置重复定位精度不高的问题,提出一种新型的双模式2T1R并联定位机器人机构。通过机构完全解耦的特性设计该机构各部分支链的结构,用螺旋理论求解机构的运动螺旋系以分析机构的自由度,利用闭环矢...
针对目前纺织印花重复叠印次数多时,印花装置重复定位精度不高的问题,提出一种新型的双模式2T1R并联定位机器人机构。通过机构完全解耦的特性设计该机构各部分支链的结构,用螺旋理论求解机构的运动螺旋系以分析机构的自由度,利用闭环矢量法建立机构的运动学逆解方程,用MATLAB求解运动学逆解和正解,对比Adams虚拟样机的运动学仿真结果,验证所建立运动学方程的准确度。利用ANSYS分析机构的承载能力。结果表明,该双模式并联定位机构具有两移动一转动(2T1R)的自由度,可以实现预期的双模式定位运动,且受力时变形量较小。2T1R双模式并联定位机器人具有较好的运动学性能,可以实现精准的平面定位功能,完全解耦的结构特点使得机构的定位精度更高。该定位装置在纺织印花领域具有较好的应用前景。
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关键词
2T1R
并联机器人机构
完全解耦
运动学逆解
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职称材料
题名
基于无奇异工作空间和关节空间的5R并联机构性能分析
1
作者
梁俊侨
刘伟
刘霞
王琰
闫刚
张楠
机构
西安工程大学机电工程学院
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第1期127-136,163,共11页
基金
中国纺织工业联合会科技指导性计划项目(2022067)
陕西省科学技术厅项目(2024JC-YBMS-295)
西安市碑林区应用技术研发储备工程项目(GX2312)。
文摘
针对并联机构的性能分析多集中于工作空间,而针对关节空间的研究较少这一问题,以5R并联机构为研究对象,对其在无奇异工作空间和关节空间中的性能进行了分析。首先,建立了机构的运动学方程,得到了装配模式、工作模式的定义;然后,利用一种无量纲化的参数模型,将机构运动学参数的无限设计空间转化为一个有限的平面设计区域,得到了机构不同尺寸参数下的工作空间和关节空间的分布;之后,绘制了机构设计空间中奇异轨迹的分布,得到了机构的无奇异工作空间,以无奇异工作空间面积最大化为指标,对机构的尺寸参数进行了优化设计;最后,在最大无奇异工作空间和关节空间中,对机构进行了性能分析,得到了机构的最大内切矩形、可操作度与奇异边界距离性能指标分布图。研究结果表明:机构在工作空间内具有较好的运动学性能,基于可操作度对机构进行轨迹规划,平均可操作度可提高17%;并联机构的优化设计需综合考虑奇异边界距离和可操作度性能指标,确保机构在远离奇异位形的同时,保持较高的运动灵活性。
关键词
工作空间
关节空间
奇异轨迹
可操作度
奇异边界距离
运动学性能
Keywords
workspace
joint space
singularity locus
manipulability
singular boundary distance
kinematics performance
分类号
TH112 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
2T1R印花定位双模式并联机器人机构设计与分析
2
作者
王琰
郭飞飞
梁俊侨
闫刚
张楠
刘伟
机构
西安工程大学机电工程学院
出处
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2025年第4期71-77,共7页
基金
西安工程大学博士科研启动基金项目(BS202106)
中国纺织工业联合会科技计划指导项目(2021073)
西安市碑林区2023年应用技术研发储备工程项目(GX2312)。
文摘
针对目前纺织印花重复叠印次数多时,印花装置重复定位精度不高的问题,提出一种新型的双模式2T1R并联定位机器人机构。通过机构完全解耦的特性设计该机构各部分支链的结构,用螺旋理论求解机构的运动螺旋系以分析机构的自由度,利用闭环矢量法建立机构的运动学逆解方程,用MATLAB求解运动学逆解和正解,对比Adams虚拟样机的运动学仿真结果,验证所建立运动学方程的准确度。利用ANSYS分析机构的承载能力。结果表明,该双模式并联定位机构具有两移动一转动(2T1R)的自由度,可以实现预期的双模式定位运动,且受力时变形量较小。2T1R双模式并联定位机器人具有较好的运动学性能,可以实现精准的平面定位功能,完全解耦的结构特点使得机构的定位精度更高。该定位装置在纺织印花领域具有较好的应用前景。
关键词
2T1R
并联机器人机构
完全解耦
运动学逆解
Keywords
2T1R
parallel robot mechanism
complete decoupling
inverse kinematic solution
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
TG659 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于无奇异工作空间和关节空间的5R并联机构性能分析
梁俊侨
刘伟
刘霞
王琰
闫刚
张楠
《机电工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
2T1R印花定位双模式并联机器人机构设计与分析
王琰
郭飞飞
梁俊侨
闫刚
张楠
刘伟
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
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