第1章 绪论 1
1.1 冗余并联机器人发展及现状 1
1.2 基本概念 4
1.3 本书内容 4
参考文献 6
第2章 驱动冗余并联机器人构型综合方法 11
2.1 空间约束与基本运动 11
2.2 构型综合方法 14
2.3 闭环驱动单元分析 16
2.4 开环子支链分析 17
2.5 本章小结 21
参考文献 22
第3章 具有三转动自由度的驱动冗余并联机器人 23
3.1 自由度要求 23
3.2 支链机构分析 25
3.2.1 支链机构的约束分析 25
3.2.2 F1系列支链驱动单元 28
3.2.3 F2系列支链驱动单元 29
3.2.4 F3系列支链驱动单元 30
3.2.5 F和C混合系列支链驱动单元 31
3.2.6 第一类支链机构 32
3.2.7 第二类支链机构 33
3.3 转动型驱动冗余并联机构 34
3.4 本章小结 36
参考文献 36
第4章 具有三移动自由度的驱动冗余并联机器人 39
4.1 自由度要求 39
4.2 支链机构分析 40
4.2.1 支链机构的约束分析 40
4.2.2 支链驱动单元 41
4.2.3 C1系列支链驱动单元 42
4.2.4 C2系列支链驱动单元 42
4.2.5 C3系列支链驱动单元 44
4.2.6 第一类支链机构 45
4.2.7 第二类支链机构 46
4.3 移动型驱动冗余并联机构 47
4.4 本章小结 49
参考文献 49
第5章 具有混合自由度的驱动冗余并联机器人 51
5.1 具有三自由度的2R1T型并联机构 51
5.1.1 自由度要求 51
5.1.2 冗余驱动并联机构构型 54
5.2 具有三自由度的2T1R型冗余驱动并联机构 56
5.2.1 自由度要求 56
5.2.2 冗余驱动并联机构构型 57
5.3 具有四、五自由度的冗余驱动并联机构 59
5.3.1 自由度要求 59
5.3.2 冗余驱动并联机构构型 63
5.4 本章小结 65
参考文献 65
第6章 驱动冗余对并联机器人非期望运动的消除 66
6.1 3-UPU并联机器人及其末端约束螺旋系 66
6.2 3-UPU并联机器人的非期望运动 69
6.2.1 非期望运动的数值解释 69
6.2.2 非期望运动的物理意义 72
6.3 基于冗余支链消除非期望运动 77
6.4 一种4-UPU纯移动驱动冗余并联机器人机构 79
6.4.1 平行条件的证明 80
6.4.2 动平台链接度分析 81
6.4.3 运动学与奇异分析 82
6.4.4 机构工作空间与容错特性分析 85
6.5 本章小结 88
参考文献 89
第7章 新型链接度计算公式及其应用 91
7.1 基本运动支链 91
7.2 动平台位置和姿态的确定 95
7.3 新型链接度计算公式 96
7.4 与修正Kutzbach-Grübler自由度公式的比较 99
7.5 基于新型链接度计算公式的一类并联机构构型综合方法 100
7.5.1 构型综合步骤 100
7.5.2 基于基本运动支链的构型综合实例 101
7.5.3 基于闭环运动支链的构型综合实例 107
7.5.4 机构链接度验证 109
7.6 本章小结 113
参考文献 113
第8章 一类结构冗余并联机器人构型综合方法 115
8.1 结构冗余并联机器人构型综合方法 115
8.2 链接度等于3的一类结构冗余并联机器人构型 118
8.2.1 满足情况1的一类结构冗余并联机器人 118
8.2.2 满足情况2的一类结构冗余并联机器人 120
8.2.3 满足情况3的一类结构冗余并联机器人 120
8.3 本章小结 123
第9章 可重构结构冗余并联机器人的拓扑变换和自由度／链接度特性 124
9.1 可重构结构冗余并联机器人与可重构运动支链 125
9.1.1 可重构并联机构构型 125
9.1.2 可重构运动支链 125
9.2 自由度／链接度分析 128
9.2.1 链接度分析 128
9.2.2 机构整体自由度分析 129
9.3 可重构拓扑变换分析 129
9.4 本章小结 131
参考文献 131
第10章 新型飞行模拟器机构构型设计 133
10.1 飞行模拟器研究背景及现状 133
10.2 新型飞行模拟器机构的提出 134
10.2.1 飞行器姿态描述 134
10.2.2 新型飞行模拟器 135
10.2.3 链接度／自由度分析 137
10.3 运动学分析 138
10.3.1 逆运动学 138
10.3.2 正运动学 140
10.4 速度／加速度分析 143
10.4.1 速度分析 143
10.4.2 加速度分析 144
10.5 工作空间分析 145
10.5.1 位置工作空间分析 146
10.5.2 姿态工作空间分析 151
10.6 奇异性分析 157
10.6.1 奇异性分类 157
10.6.2 奇异的数学判据 158
10.7 本章小结 161
参考文献 161
第11章 运动系统的结构设计及控制系统建立 163
11.1 铰链的结构设计及装配 163
11.1.1 万向铰链的结构设计及装配 164
11.1.2 球铰链的结构设计及装配 164
11.2 新型飞行模拟器控制系统的设计及建立 166
11.2.1 控制系统的总体方案 166
11.2.2 控制系统的选型及建立 168
11.3 本章小结 170
第12章 飞行模拟器机构样机虚拟仿真及试验分析 172
12.1 基于虚拟样机的控制策略 172
12.2 虚拟样机的建立 173
12.3 虚拟样机的仿真分析 177
12.3.1 平移运动仿真 177
12.3.2 单自由度旋转运动仿真 180
12.4 样机的试验分析 183
12.4.1 大俯仰角运动的试验分析 183
12.4.2 真实飞行曲线的试验分析 187
12.5 本章小结 191
参考文献 192
附录A 杆件约束方程中的相关表达式 193
附录B 速度分析中的相关表达式 194