针对3-RRRU并联机器人控制精度问题,基于空间矢量法建立运动学正解模型以及误差模型,详细分析了机器人各结构误差源对控制精度的影响。仿真结果表明驱动角度误差分布在0.001°~0.01°时,第一支链的驱动角误差对被控终端的精度影响最大为84.2um;连杆加工误差在0.01mm^0.1mm变化时,靠近动平台的被动杆为0.1mm时对被控终端精度影响最大,其最大误差值为137.2um;静、动平台的外接圆半径加工误差为0.1mm时,机器人终端最大误差为568.4um。因此,对于线性连杆加工误差和角度误差源,连杆加工误差对多支链、多连杆机器人精度的影响高于角度误差,且静、动平台的加工误差对机器人的终端控制精度影响最大,为后续机器人结构的最优化设计提供了理论依据。

并联机器人是一种具有高载荷自重比的封闭式运动结构,针对并联机器人运动控制和NURBS轨迹问题进行了深入的研究,首先从并联机器人的逆运动学问题进行了解析方法的求解。其次,针对正运动学(FKP)在数学上是难以解决问题,提出了一种多层感知器进行反向传播学习的神经网络进行实时求解。再次,开发了基于NURBS的通用插补器,它可以处理任何类型的几何图形使得机器人运动轨迹平滑。最后利用实验验证了运动学和NURBS曲线求解并联机器人模型的正确性。该策略在少数迭代和很少执行时间内,位置和方向参数的精度分别接近0.01mm和0.01°,验证了算法的有效性和正确性。

针对传统的直线插补轨迹规划方法使得并联机器人产生较大的刚性冲击与振动冲击,导致机器人运行不稳定的问题,运用修正梯形轨迹规划算法对并联机器人轨迹进行平滑处理,提高了并联机器人的运行稳定性。首先建立并联机器人三维模型,之后通过MATLAB模拟运行轨迹并求解其工作空间,再利用ADAMS软件进行轨迹仿真,并对比两种轨迹规划算法的仿真结果。仿真结果表明,修正梯形轨迹规划算法具有更好的速度连续性,有效减少了并联机器人的刚性冲击。

通过对二自由度并联机器人运动学与动力学分析,给出了合理的性能指标。采用以Pareto最优解为基础的改进遗传算法NSGA-Ⅱ,以性能指标为目标函数进行多目标参数优化,得到满足设计要求的并联机器人结构参数。与单目标优化结果相比,验证了NSGA-Ⅱ算法优化方法的优越性。

为研究Stewart型六自由度并联运动平台的运动学正解,首先建立了空间运动数学模型,对坐标变换、复合姿态和逆解进行了分析计算。其次,提出了一种隐函数图解法,借助MATLAB能在1s内快速解算出平台的运动学正解,误差仅在0.05%内。最后,阐述了MATLAB/SimMechanics仿真模型的建立过程,实现了运动姿态可视化效果,并给定轨迹进行模拟,结果与预设相符,进一步验证了方法的正确性与可靠性,有助于对运动平台快速准确地控制。

以典型的3-RSS型Delta并联分拣机器人为研究对象,进行了机器人结构的设计、运动学分析,推导了该机器人工作位置的正逆解方程,采用MATLAB进行了正逆工作位置方程的求解,并对该机器人执行器末端工作空间进行了运动学仿真,得到了并联机器人的工作空间,对Delta并联分拣机器人的运动控制具有较为重要的参考意义。

为充分发挥并联机器人结构稳定、承载能力强、累积误差小、响应快的优点,设计了一种基于直线电动机的3-PSS并联机器人。首先,建立3-PSS并联机器人运动学模型,根据运动学模型建立机器人坐标系,进而对其进行运动学和动力学分析和对末端执行器的运动轨迹进行规划;然后利用Adams对机器人运动学和动力学进行多方面仿真分析,仿真结果表明,此机器人的速度、加速度和位移曲线无拐点,运行平稳,适用于高速生产工作,进一步验证了机器人设计的可行性,为移动输入式机器人结构设计提供依据。

为了验证新型5自由度并联机器人坐标测量机的设计方案和理论模型。缩短开发周期，降低开发费用，提高一次性设计成功率，将虚拟样机技术应用于该并联机器人坐标测量机的设计开发过程。利用SolidWorks软件建立该型并联坐标测量机的虚拟样机模型，应用OLE接口技术实现了该型并联坐标测量机的运动仿真和测量仿真，采用ADAMS软件实现了该型并联坐标测量机的动力学分析和仿真，并给出了仿真建模过程中关键问题的解决方案。计算机仿真结果证实了理论模型的正确性，验证了设计的合理性和可靠性。为此新型并联机器人坐标测量机的结构设计和数控系统设计提供了主要参数和理论依据，为并联坐标测量机的工程设计提供了一套有效的分析方法。

为研究飞行型绳牵引并联机器人的气动力学特性。对并联机器人进行了三维模型的建立,采用流体力学分析软件Fluent对模型计算域进行网格划分和边界条件设置;研究了不同攻角和速度条件下升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数等气动特性。结果表明:在给定飞行速度时,升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数曲线都具有收敛性以及表面压力分布的均匀性。飞行速度较低时,阻力系数随攻角增大而缓慢增大;升力系数随攻角增大而正比增大。飞行速度较高时,阻力系数在攻角为0°~12°时随飞行速度正比增大,飞行速度增大到一定值后,不同速度下的阻力系数差别不大。升力系数在攻角为0°~8°时正比增大,在攻角为8°~16°时,随攻角增大而减小。俯仰力矩系数受到攻角和飞行速度的影响。

键图是一种能够统一处理多能量范畴工程系统的有效方法，该文针对液压驱动并联机器人提出了一种新颖的全系统键图仿真模型。基于牛顿-欧拉法建立运动平台的键图模型，根据伺服阀和液压缸的流量方程及力平衡方程建立阀控缸作动器的键图模型，按照因果关系规则将二者集成为全系统的键图模型。实例仿真表明该模型较真实地反映了系统的动态特性，可用于液压并联机器人的动力学分析和控制系统设计。