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冗余并联机构运动学性能分析与优化
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH113[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]山东科技大学机械电子工程学院,青岛266590, [2]山东科技大学纳米工程研究所,青岛266590
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51005138); 山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目(BS2012ZZ008); 山东省泰山学者建设工程专项资金项目(tshw20130956); 山东科技大学杰出青年基金项目(2011KYJQ102)
中文摘要:

研究了一种4自由度—虎克铰—移动副—球铰/转动副—移动副—虎克铰冗余并联机构的运动学性能评价指标和优化设计,建立了该并联机构的雅可比矩阵,得到了该机构的3个不同的运动学性能评价指标,即条件数、最小奇异值和可操作性,在此基础上,定义了评价不同位形下运动学综合性能的全局灵巧度系数指标,并分别研究了不同性能评价指标在并联机构工作空间内的分布规律。最后,基于全局灵巧度指标,利用遗传算法对冗余驱动并联机构的结构参数进行了优化设计。为该冗余并联机构的结构设计奠定了理论基础。

英文摘要:

The kinematics performance analysis and optimal design of 4-UPS-RPU( 4-universal jointsprismatic pairs-spherical joints/revolute joints-prismatic pairs-universal joints) redundant actuation parallel mechanism was studied. The Jacobian matrix of the mechanism was established,and the three dexterity measures,which were conditional number,the smallest singular value and operation,were obtained. On this basis,the global dexterity coefficient,which was used to evaluate the dexterity of various configurations,was defined. And the distribution of different dexterity measures when parallel mechanism was kept in different attitudes,such as in single attitude of different Euler angles α and different Euler angles β,at the same Euler angle α and different Euler angles β,in the workspace were analyzed,respectively. Finally,based on the global dexterity coefficient,the structure parameters which include the distribution angle on stationary platfrom and motion platform and the distribution radius on stationary platfrom and motion flatfrom,were optimized by genetic algorithm. Compared with the global dexterity coefficient before and after optimization,it was found that the global dexterity coefficient after optimization was bigger than that before optimization. Thus the kinematic performance of 4-UPS-RPU redundant actuation parallel mechanism after optimization was much better than that before optimization,and the optimized effect was obvious. This research can provide important theoretical base of the structure design for the redundant actuation parallel mechanism.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884