针对包装生产线上盒体粘接工序,提出了一种2-PSR/PUPR并联机构,用于解决生产线上半成品的上胶问题。首先基于螺旋理论对机构的自由度进行计算,分别使用封闭矢量法和D-H法进行机构的位置逆解分析。其次在MATLAB中输入数据运行程序得到可达工作空间。最后给出了盒体上胶的实例分析,证明了机构的可行性。

为提高集装箱折弯板材上下料的效率,提出一种新型上下料机械手。该机械手采用2-P(Pa)并联机构与抓取机构相结合的结构,实现了折弯工序对板材的快速搬运。文中介绍了集装箱角柱折弯的加工工艺与新型机械手的结构组成,建立了并联机构的位置方程,利用解析法推导出了并联机构的位置正反解、末端执行机构的速度与加速度方程,为动力学分析奠定基础。利用拉格朗日方程建立了机械手的动力学方程并进行了实例仿真验证。验证结果表明理论驱动力值与仿真驱动力值误差较小,说明所建立的机构运动学模型及动力学模型的正确性,为机械手后续的动载分配优化及系统控制提供了理论指导。

平面3RPR并联机构是一种能实现两平移一转动典型的精密微动机构,根据方位特征(POC)方程分析出机构的耦合度为1,此机构输入输出不具有运动解藕性。基于此,以运动解耦为优化目标,通过结构降耦原理对机构进行拓扑结构优化,设计一种零耦合度(k=0)的平面精密微动机构,利用方位特征(POC)方程验证降藕的可行性,此机构具有位置正解解析式且执行末端运动解耦性优点,同时,分别对拓扑结构优化的平面精密微动机构进行运动学分析,同时分析机构的工作空间、奇异性、转动能力等特性,结果表明与原平面3RPR并联机构相比,拓扑结构优化后的平面精密微动机构具有较好的综合性能。

针对耦合型4UPS/UPR少自由度并联机构,分析了其自由度及耦合运动特性,给出了其旋量形式的一、二阶影响系数。借助于虚功原理及旋量形式的一、二阶影响系数,推导了4UPS/UPR并联机构,包括外力、重力及非广义关节驱动力的静力学方程。通过对静力学方程微分,建立了机构完整的柔度模型;并以此为基础推导了其方向刚度模型,给出了方向刚度极值存在的必要条件。分析了机构位姿、铰链点尺度参数及坐标系选择对方向刚度特性的影响;并给出了相应的数值算例进行验证。

提出一种6-PSS定杆长构型的六自由度并联机构，根据运动过程中支撑杆长不变，建立PSS支链的运动学反解方程；利用两端球面副在支撑杆上的速度投影，推导了机构的雅克比矩阵；基于非保守系统下的拉格朗日方程，推导和建立了系统的动力学模型；为系统各运动副以及构件之间的约束力和驱动力的求解奠定了基础。参考原型机模型，采用差商求导的方法，求解系统拉格朗日方程中的多阶偏导，最后结合Matlab对机构的运动学和动力学模型进行数值仿真。并绘制机构的动力学和运动学各参数随时间变化曲线，总结出了该机构的运动学和动力学特征，为进一步研究相关类型并联机构的设计、控制以及性能等具有一定的指导性的意义。

建立了一种两自由度并联机构的运动学模型，给出了机构的雅克比矩阵，基于Kane方程推导了该并联机构的动力学模型。结合机构的工程应用实例，采用Matlab编程对动力学模型进行了实际计算，并绘制了机构所需驱动力的变化曲线，将该结果与ADAMS虚拟仿真结果对比验证了所建动力学模型的正确性。同时还给出了该机构在不同运动速度下各驱动力分量的变化情况，结果显示在高速运动时其动力学特性显著增强。

提出两种3-RPS并联机构,其分支运动链均由一个转动副R、一个弧形移动副P和一个球铰S构成。第一种并联机构的驱动副轴线共线,第二种的驱动副轴线相互平行。运用螺旋理论,对这两种并联机构的自由度、位置反解、传动效率系数进行分析。第一种并联机构动平台的转动中心为弧形连杆的中心,动平台绕Z轴的旋转相对其他两个方向的旋转具有解耦性;第二种并联机构动平台的转动中心是各支链球铰中心与弧形连杆中心连线的3条直线的交点,此交点随动平台的位姿变化而变化;此外,它们的传递效率系数与支链球铰的移动方向有密切关系。

基于方位特征(POC)集方程的并联机构型综合方法,给出了可实现两平移两转动(2T2R)并联机构(PaRallel mechanism,PM)的型综合过程和方法,包括基于拓扑等效替代的复杂支路综合方法、支路几何装配条件的判定方法及驱动副的判定方法等,得到了15种2T2R构型,其中10种为新构型;对这些构型按支路结构和动平台数目进行分类,并进行拓扑特征分析,得到其所包含的AKC(AssuRe运动链)(包括独立回路数、耦合度)、自由度类型和运动解耦性。本文综合出的构型结构较为简单、易于装配,具有一定的实用价值。

针对一种并联式加注机器人建立包含并联机构动力学方程、液压缸两腔压力动态方程和伺服阀流量方程的多阶动态系统数学模型。为解决系统存在的建模误差、外界扰动不确定性因素以及递推控制出现的微分膨胀问题提出一种基于动态面滤波方法的鲁棒控制策略。利用动态面滤波技术简化了控制器的设计通过构造合适的Lyapunov函数给出了控制器设计的完整方法并证明了系统跟踪误差的一致最终有界。仿真结果表明:系统具有良好的轨迹跟踪性能对于有界的系统模型误差和外界扰动具有较强的鲁棒抑制性能。

考虑到并联稳定平台在重载情况下的振动问题,以液压伺服驱动3-UPS/S并联稳定平台为研究对象,基于虚功原理建立了稳定平台的动力学模型,并考虑实际工况,对动力学模型进行简化处理,得到了稳定平台的振动模型;为提高振动模型计算的可靠性,通过实验获得了机构的单分支实际刚度;在此基础上,采用脉冲激振法进行了稳定平台模态实验,对比固有频率实测值与理论计算值,验证了振动模型的正确性;最后分析了液压缸抖动对稳定平台运动的影响,以及空载和负载下稳定平台的振动响应,通过分析计算可知,机构的平稳性变差主要是由液压缸的抖动以及重载情况下稳定平台的受迫振动引起的。