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| 1 | 两转一移三自由度并联机构研究进展显示文摘机构是制造装备的骨架和执行器,装备的自主创新离不开机构创新.对于大量自由度数少于6的操作任务,应用优化后的少自由度并联机构比应用六自由度并联机构在制造、控制和维护方面具有更低的成本.两转一移三自由度并联机构是少自由度并联机构中最具代表性的一类,已被成功用于各类高端制造装备的主机构.本文根据两转一移三自由度并联机构两条转轴的空间几何关系将其分为UP,PU,RPR和P*U*4类,重点对其构型综合、性能分析和尺度综合三方面的国内外近年来研究进行了分析总结,探讨了难点和前沿研究问题,并对未来研究方向进行了展望. | 李秦川 柴馨雪 陈巧红 | 2017 | 科学通报2017，62，14： | 32 |
| 2 | 2-PRS-PRRU并联机构运动学与奇异分析显示文摘[PP]S类并联机构可实现1移动自由度和2转动自由度,具有广泛的应用前景。2-PRS-PRRU并联机构属于[PP]S类并联机构。运用螺旋理论分析2-PRS-PRRU并联机构的自由度特性,确定动平台的两条连续转轴。研究2-PRS-PRRU并联机构的伴随运动,证明该机构无伴随运动。建立该机构位置正/逆解模型,推导出位置正/逆解的解析表达式,进而求得该机构的雅可比矩阵。通过对雅可比矩阵的分析,确定机构的逆解奇异、正解奇异和混合奇异。2-PRS-PRRU并联机构具有确定的连续转轴和无伴随运动的特性,使其在实际应用中具有很大潜力。 | 李秦川 孙晓东 陈巧红 武传宇 | 2011 | 机械工程学报2011，47，3： | 23 |
| 3 | 一种无伴随运动的对称两转一移并联机构显示文摘提出一种新型3-UPU对称并联机构,其动、定平台始终关于中间平面对称,该机构具有两个转动自由度和一个移动自由度。运用螺旋理论对机构的自由度性质及运动特性进行分析,证明该机构动平台可以绕对称平面内的任意一条轴线或任意点发生连续转动,说明该机构不存在'伴随运动',这为机构的求解及控制提供了很大的便利。同时,该机构还具有一个沿对称面法线方向的移动自由度,动平台沿该自由度方向也可以发生连续的移动。针对此机构的结构特点,用两个角度参数就可以方便、直观地表示出动平台的姿态信息。推导该并联机构的位置正、反解,并分析其工作空间,可以看出该机构的正反解都具有解析解,且表达式较为简单,方便后续的深入研究。该机构具有较大的工作空间,能够满足一般的工作需要。 | 陈子明 张扬 黄坤 黄真 | 2016 | 机械工程学报2016，52，3： | 23 |
| 4 | 新型3自由度并联机构运动性能及精度分析显示文摘混联机构结合了串、并联机构的优点,已经越来越多地应用在复杂自由曲面零件的加工装备中。提出一种能够实现一个移动和两个转动的3自由度并联3-PSP机构,同时该机构存在伴生运动。通过对3-PSP机构运动模式的分析,简化传统的欧拉角描述方式,采用更适合的倾斜—扭转角描述动平台的运动。在此基础上,建立运动学模型,进行包括伴生运动和被动关节变量的完整运动学求解。基于运动学分析,对3-PSP机构的关节行程、速度特性和精度特性进行分析,证明该机构完全适用于混联结构中的并联模块,并能够满足航空、航天、汽车等领域复杂零件的加工需要。 | 黄鹏 王立平 关立文 姚蕊 | 2010 | 机械工程学报2010，46，15： | 16 |
| 5 | 2-UPR-SPR并联机构转轴分析显示文摘两转一移(2R1T)并联机构转动自由度的轴线包括瞬时转轴和连续转轴。转轴的性质和在空间的分布对2R1T并联机构的轨迹规划和运动学标定等具有重要意义,尤其是在对末端姿态能力要求高的应用如五轴数控加工中更为重要。五自由度Exechon混联加工中心被广泛应用于高端制造业,其由属于2R1T并联机构的2-UPR-SPR并联机构和RR串联机构组成。运用螺旋理论,建立2-UPR-SPR并联机构在初始位形、动平台发生单自由度连续转动后的位形、动平台发生两自由度连续转动后位形下的各分支运动螺旋系和约束螺旋系。根据刚体转轴与约束力作用的关系,确定了动平台的两条连续转轴,这两条转轴的方向与机构位形相关,且分别过参考坐标系原点和球铰中心点。 | 李秦川 柴馨雪 陈巧红 黄真 | 2013 | 机械工程学报2013，49，21： | 13 |
| 6 | 望远镜副镜的三自由度并联支撑构型研究与运动分析显示文摘针对望远镜副镜姿态和焦距自动调整的需求,设计了副镜三自由度并联支撑机构构型,分析了它们的运动学特性并讨论了构型的选取。首先,基于约束螺旋理论,设计了对称三支链两转一移并联机构的构型;根据副镜支撑运动副尽可能少、低惯性、直线驱动等要求,选取了12种可行构型。然后,针对12种可行构型,根据驱动输入特点和支链约束特性,提出分类建模思想,并建立了统一运动学模型;引入ZXZ欧拉角法描述机构姿态,简化了姿态空间和伴随运动的表达和分析方式。最后,以1.2m口径望远镜系统为例,仿真研究了副镜并联支撑机构的伴随运动。结果表明,支链约束力线矢平行静平台的7种构型具有更小的伴随运动,不大于0.27mm。该项研究为后续的精度和刚度特性研究提供了基础。 | 王永 姚太克 周烽 张丽敏 | 2013 | 光学精密工程2013，21，11： | 12 |
| 7 | [PP]S类并联机构无伴随运动的结构条件显示文摘[PP]S类并联机构包括3-PRS、3-RPS、3-RRS和3-PPS四种构型,可实现1移动自由度和2转动自由度,具有广泛的应用前景。伴随运动是[PP]S类并联机构动平台在非独立自由度上发生的运动,是影响[PP]S类并联机构实际应用的关键问题。建立一般3-PRS并联机构伴随运动运动学模型,揭示出一般3-PRS并联机构各项几何结构参数与伴随运动的内在联系,证明3-PRS并联机构无伴随运动所必须满足的结构充要条件,根据这一结构条件可构建无伴随运动的3-PRS并联机构。指出无伴随运动的3-PRS并联机构中存在的局部自由度,给出考虑这一局部自由度的驱动选取方案,对无伴随运动的3-PRS并联机构进行自由度分析,并确定该类机构的2转动自由度的连续转轴。这一结构充要条件适用于全部[PP]S类并联机构。 | 李秦川 陈志 陈巧红 武传宇 黄真 | 2010 | 机械工程学报2010，46，15： | 12 |
| 8 | 一种新型虚拟中心并联机构的误差灵敏度分析显示文摘采用基于空间误差矢量链的误差建模方法,对一种新型虚拟中心并联机构进行了误差建模,获得各几何误差参数与终端输出误差参数之间的映射函数,在所建立的误差模型的基础上,分析各几何误差参数对终端输出误差参数的局部灵敏度系数和全局灵敏度系数,并将相应的误差灵敏度以图谱的形式直观的展现出来,通过对相应的分布图谱进行分析,得出各关键几何参数对该虚拟中心并联机构输出精度的影响程度,从而有效地指导机械设计阶段各零部件的公差等级的选择以及控制阶段系统输出误差的限定。 | 谢福贵 刘辛军 陈禹臻 | 2013 | 机械工程学报2013，49，17： | 11 |
| 9 | 3-PRS并联机构正解的数值方法显示文摘正解计算是3-PRS并联机构设计与评价的重要工作之一,由于求解3-PRS并联机构的解析表达式十分困难,所以通常求其数值解。针对正解迭代求解时可能由于初始值设置不当引起的求解失败或遗漏真实解的问题,提出了运用蒙特卡洛方法设置迭代初始值。通过大量的随机抽样得到所有可能的解,并且归并这些解,然后绘制3-PRS并联机构的位姿简图,以此来直观判断解的合理性,最后应用算例验证了该方法的有效性及可行性。结果表明:充分利用蒙特卡洛方法的随机性,可以找到所有的解;绘制的3-PRS并联机构位姿简图形象直观,方便对真实解进行判别。 | 康件丽 陈国强 赵俊伟 | 2015 | 现代制造工程2015，，2： | 10 |
| 10 | 3-PRS机构工作空间的蒙特卡洛方法分析显示文摘工作空间分析是并联机构设计与评价中极其重要的工作.针对3-PRS并联机构工作空间描述及求解复杂的问题,采用蒙特卡洛方法进行工作空间的求解及分析.对运动特性及工作空间进行了分析,给出了计算工作空间的方法,并给出了具体的实现步骤.最后用计算实例验证了该方法的有效性.结果表明,蒙特卡洛方法研究3-PRS工作空间编程简单,并且工作空间中点的均匀性好;刀具的长度对工作空间的范围有很大影响;3个姿态角,X,Y的坐标等信息可以展现在一个二维图上,直观形象,方便查询. | 康件丽 陈国强 赵俊伟 | 2014 | 河南理工大学学报(自然科学版)2014，33，4： | 9 |
| 11 | Dimensional Synthesis for 3-PRS Mechanism Based on Identifiability Performance显示文摘Many performance indices for parallel mechanism are put forward in the phase of dimensional synthesis,except for identifiability index,which determines the difficulty of kinematical calibration.If the dimensional parameters are inappropriately selected,the existing methods for optimizing identifiability will not effectively work.Thus,with the aim of studying identifiability optimization in dimensional synthesis for 3-PRS mechanism,kinematics with structural errors is analyzed to provide theoretical bases for kinematical model.Then through a comparison of two 3-PRS mechanisms with different dimensional parameters,identifiability performance is proved to be necessary and feasible for optimization in the phase of dimensional design.Finally,an index δ is proposed to scale the identifiability performance.With the index,identifiability analysis and dimensional synthesis simulation in the whole workspace is completed.The index is verified to be correct and feasible,and based on the index,a procedure of dimensional synthesis,as well as an example set of non-dimensional parameters of 3-PRS mechanism,is proposed.The proposed identifiability index and design method can effectively introduce identifiability optimization into dimensional synthesis,and will obviously benefit later kinematical calibration. | HUANG Peng WANG Jinsong WANG Liping QIAN Jie | 2012 | Chinese Journal of Mechanical Engineering2012，25，2： | 8 |
| 12 | 基于并联机构液压支架运动学及静力学研究显示文摘研究一种两转一移(2R1T)三自由度并联机构3-SPR,该并联机构围绕定系的原点做转动,具有良好的运动性能和力学性能,该机构替代传统液压支架。煤面随采煤机过后发生形变,普通液压支架上平台受力不均匀或者受力方向有所改变,液压支架一定程度上受到损坏,并联机构则可以应变这些缺点,在x轴和y轴方向上对动平台进行力补偿,支架的驱动杆为二力杆,对机构底座和运动副不会产生附加弯曲应力,该机构运动是对称的,机构的后面2个分支形成面不会存在弯曲运动,解决原有机构原理性缺陷,依据3个软件联合仿真结果,并联机构比传统液压支架力补偿更充分,并具有很好的应用前景。 | 崔浩洋 周莎莎 | 2015 | 煤矿机械2015，36，9： | 6 |
| 13 | 双支链六自由度并联机构尺度设计与性能分析显示文摘提出了一种新型六自由度并联机构,该机构由两条运动支链组成,每条支链各包含一个主动球副。与常规六自由度并联机构相比,支链数目的减少可有效增大机构工作空间。基于封闭矢量法求得所提机构的运动学位置逆解,在此基础上分析了机构输入与输出的速度映射关系,建立了机构雅可比矩阵。以工作空间和全域灵巧度为性能评价指标,借助性能图谱法完成了机构尺度设计,基于该尺度参数,对特定工作姿态下的工作空间、灵巧度、承载性能及刚度性能进行了全面研究。最后,搭建了3D打印样机,并对其典型应用场景进行了分析。 | 谢志江 程清 丁军 何苗 范乃吉 吴小勇 | 2022 | 中国机械工程2022，33，14： | 5 |
| 14 | 3-UPS/S并联平台结构设计与运动学分析显示文摘针对建筑板材安装机器人工作流程及载荷要求,研制开发了用于机器人姿态调整的3-UPS/S结构并联平台。根据板材安装的特定环境,提出了基于倾角和激光测距传感信息反馈的机器人位姿检测方法。建立了机器人并联平台运动分析的数学模型,推导了其姿态运动学逆解方程,并通过ADAMS仿真验证了方程的正确性。试验结果表明,该并联平台的结构设计合理,能够实现大质量、大尺寸建筑板材的自动化安装。 | 杨冬 李铁军 刘今越 刘智光 | 2014 | 机械设计2014，31，3： | 5 |
| 15 | 基于COSMOSMotion的3-PRRU并联机器人运动仿真显示文摘为实现3-PRRU并联机器人运动的可视化,应用并联机器人机构学理论,建立了3-PRRU机构的位置反解方程,进而得出了并联机构工具末端的运动方程,运用SolidWorks建立了3-PRRU并联机构的虚拟样机,并利用集成的COSMOSMotion软件对机构进行了运动仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性,并为后续的轨迹规划和结构优化提供了参考依据。 | 张铁牛 陆中平 陈巧红 李秦川 武传宇 胡旭东 | 2010 | 浙江理工大学学报(自然科学版)2010，27，6： | 5 |
| 16 | 刚体两次转动姿态描述方法的内在联系显示文摘并联机构动平台姿态描述的方法有多种,不同描述方法给机构运动学分析的难易程度带来不同的影响,所以选取合适的姿态描述方法对机构分析非常重要。并联机构的动平台可视为受约束的刚体,而描述刚体姿态的方法之间存在着内在联系,所以揭开刚体姿态不同描述方法之间的内在关联性,有助于选取合适的刚体姿态描述方法。对并联机构动平台绕两相交轴线的转动关系进行了分析,得出动平台绕某一轴线转动一定角度后其相对动平台法线的耦合转角,并得到了该角度的解析表达式;基于动平台姿态不同描述方法,得到动平台绕其平面内两相交轴依次转动后,绕动平台平面法线的耦合转角及其解析表达式。确定了动平台不同姿态描述方法的内在联系,对具有两转动自由度并联机构的姿态描述方法的选择原则进行了合理分类,该结论适用于大多数具有两转动自由度并联机构姿态描述方法的选取原则。 | 张东胜 姚建涛 许允斗 段艳宾 侯雨雷 赵永生 | 2015 | 机械工程学报2015，51，13： | 5 |
| 17 | 2-RPU/SPR并联机构位置正解及位置多解分析显示文摘提出一种两转一移(2R1T)三自由度并联机构2-RPU/SPR,该机构具有两条连续转轴,则可采用旋转变换公式运算,由动平台绕两条连续转动轴线转动的角度得到了动平台的位姿,然后根据机构的杆长约束条件,求解得到分支杆杆长与机构动平台位姿之间的关系表达式,运用位置反解逆思想求解位置正解,则可以求出位置正解解析式,并采用Adams仿真软件对其进行了仿真验证。基于典型6-SPS机构和本论文提出的机构,运用Matlab软件数值求解出多组实数解,再采用Adams验证正解多解原因,不同样条曲线驱动使杆长达到一致,造成动平台位姿不同,得出机构位置正解多解的原因。机构位置分析对机构的运动学标定和轨迹规划有着重要的意义。 | 王南 周莎莎 许云斗 赵永生 | 2015 | 机械设计与制造2015，，2： | 4 |
| 18 | 一种3-PRS并联机器人位姿误差的数值计算方法显示文摘精度是衡量并联机器人工作质量优劣最主要的指标之一,常采用运动学推导和全微分的方法进行分析。文中针对公式复杂及全微分省略高次项带来精度下降等问题,用数值方法求解末端实际位姿来计算误差。在理想(不包含误差)的情况下通过逆解计算理论输入等参数;然后加上误差,用逆解求出的参数作为初值进行正解非线性方程组迭代求解,求得末端实际位姿,进而计算误差;最后用算例验证了方法的有效性及可行性。正解非线性方程组迭代求解直接采用高级语言的非线性方程组求解函数,文中采用的初值设置方法总能保证收敛到真实解,编程方便,计算精度高。 | 康件丽 陈国强 赵俊伟 | 2014 | 机械设计2014，31，7： | 4 |
| 19 | 基于蒙特卡洛方法的3-PRS并联机器人误差分析显示文摘针对3-PRS并联机器人误差传递关系复杂的问题,提出了用蒙特卡洛模拟抽样法计算末端位姿误差。根据设定的理想位姿,用逆向运动学求三个滑座的高度及夹角。在蒙特卡洛法的每个循环中,根据设定的概率分布及每个误差源的误差范围,随机生成误差源具体的误差数据;将三个滑座高度及机器人参数加上随机生成的误差,再用正向运动学计算末端实际位姿;进而计算理想位姿与实际位姿之间的误差。根据蒙特卡洛方法得到的末端位姿误差序列计算极限误差及特征量。最后用算例验证了方法的有效性与可行性。 | 康件丽 陈国强 赵俊伟 | 2014 | 机械设计与制造2014，，6： | 4 |
| 20 | 一种3-PRS并联机构正向运动学求解方法显示文摘并联机构正向运动学求解复杂、存在多解,是研究的热点和难点。提出用D-H法和图形可视化相结合的方法对3-PRS并联机构进行正向运动学求解的方法。首先,对机构中的球铰做等效转换,运用D-H法对支链进行运动学分析,推导出3-PRS并联机构的正向运动学方程;然后,采用迭代法得到16组正向运动学方程的解,通过可视化编程,直观地得到3-PRS并联机构的位形,即得到并联机构的运动学正解。结果表明,所得到的一组运动学正解与实际结构的位形相符。该方法有效、正确,并适用于求解其他类型的并联机构正向运动学。 | 黄俊杰 胡博炜 宋金典 | 2019 | 机械传动2019，43，8： | 4 |
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