旋量
- 數(shù)控機床幾何誤差的雅克比旋量建模
變動范圍。雅可比旋量模型綜合運用了適合公差傳遞的雅克比矩陣及適合公差表達的旋量模型,能夠對三維空間內的公差傳遞進行表達與求解。陳華[4]利用雅克比旋量模型進行發(fā)動機裝配過程的優(yōu)化,提高了發(fā)動機裝配精度與效率;丁司懿[5]針對航空發(fā)動機多級轉子堆疊裝配的特點,基于雅可比旋量模型提出了主副基準的概念,并提出了轉子堆疊的優(yōu)化裝配方法;杜正春等[6]將此模型應用在機床裝配中,用于確定機械零件中的關鍵誤差如何影響和累積到綜合誤差,并對相關特征進行了敏感性分析。黃杰等
機械設計與研究 2023年2期2023-07-25
- Paden-Kahan第二子問題擴展問題求機械臂逆運動學研究
nberg 法與旋量理論法，并且大量的學者已進行了相關的研究，并已做出大量的應用。這里根據(jù)文獻［5-7］，總結出Denavit-Hartenberg法與螺旋理論的特性，具體如表1所示。表1 Denavit-Hartenberg法與螺旋理論的特性Tab.1 Characteristics of Denavit-Hartenberg Methods and Screw Theory由上表可知螺旋理論相比Denavit-Hartenberg法而言，其具備著較為明
機械設計與制造 2023年2期2023-02-27
- 基于配合約束的幾何公差分配方法
，主要包括小位移旋量模型[1-2]、雅可比旋量模型[3-4]和以自由度為約束的SDT模型[5]等，其作用是確保旋量參數(shù)在公差域內按照一定的分布規(guī)律隨機變動。例如，ROBIN等[6]基于公差帶或虛擬邊界的傳遞進行公差鏈數(shù)值的三維計算，建立曲面公差和偏移量的函數(shù)；GUO等[7]建立了理想配合表面的裝配誤差傳遞模型，考慮變形時公差累積的變化，將平動和轉動最大值計入模型進行幾何公差的分析；計自飛等[8]提出了基于最小區(qū)域法的逐次逼近算法，實現(xiàn)幾何公差數(shù)值的優(yōu)化；Z
計算機集成制造系統(tǒng) 2023年1期2023-02-14
- 考慮公差原則應用的統(tǒng)計公差分析方法
有：統(tǒng)一雅可比?旋量模型、矢量環(huán)模型、T?Map模型等[1]。文獻[2]介紹了一種確定性公差分析模型，也即統(tǒng)一雅可比?旋量模型，該模型采用小位移旋量（Small Displacement Torsor，SDT）描述公差區(qū)域，采用雅可比矩陣實現(xiàn)公差傳播。文獻[3?4]對該確定性公差模型進行了擴展研究，以實現(xiàn)統(tǒng)計公差分析。文獻[5]進一步將該模型與蒙特卡羅模擬技術結合，提出了一種機械裝配三維公差再設計的統(tǒng)計方法。上述三維公差分析方法均考慮了尺寸公差和幾何公差綜
機械設計與制造 2022年12期2022-12-30
- F=1旋量玻色-愛因斯坦凝聚的向列壓縮
,BEC)相比，旋量BEC是磁性超流，所以展現(xiàn)出更加豐富的物理性質，成為近幾年來實驗和理論的研究熱點[6-13].很多有趣的物理學現(xiàn)象在該體系中被觀測到，比如量子糾纏[7]、自旋壓縮[8]和自發(fā)退磁現(xiàn)象[14]等.因而，旋量BEC領域的研究具有極大的價值.自旋壓縮對量子信息的研究有重要的意義.在超高精密測量領域的作用也尤其突出.與自旋壓縮不同，向列壓縮引入了高階的向列張量，展現(xiàn)了更加豐富多元的壓縮性質[15].CHAPMAN等人[16]首次在實驗上實現(xiàn)了旋
河南師范大學學報（自然科學版） 2022年6期2022-12-02
- 3-RSS/S并聯(lián)機構的運動/力傳遞性能研究
文獻［13］基于旋量理論，通過瞬時功率的概念提出的運動/力性能分析方法，該方法定義了局部傳遞指標和優(yōu)質傳遞工作空間用于評價機構性能。文獻［14］采用能效系數(shù)法定義和求解機構傳遞性能相關的評價指標。文獻［15-16］對用于外科手術領域的2PURR-PUR機構和包含4R平行四邊形閉環(huán)支鏈遠中心運動的并聯(lián)機構進行了性能分析，通過定義局部傳遞指標和全局傳遞指標表明機構在工作空間內傳遞性能良好，能夠滿足外科手術的任務要求。采用運動/力性能傳遞指標研究3-RSS/S并
機械設計與制造 2022年11期2022-11-21
- 自旋-軌道耦合系統(tǒng)的電子渦旋*
動量量子數(shù)的電子旋量波函數(shù)也有渦旋波解,表現(xiàn)為自旋波函數(shù)和渦旋波波函數(shù)的糾纏波函數(shù).以中心力場中的電子為例,構建了自旋-軌道耦合導致的軌道角動量不守恒但總角動量守恒的情況下,攜帶固定總角動量量子數(shù)的電子沿 z 軸傳播的渦旋波旋量波函數(shù)結構.對自旋-渦旋糾纏中相應的電子渦旋波進行了微擾求解,并結合Foldy-Wouthuysen 變換,說明了在相對論情況下,中心力場中攜帶固定總角動量量子數(shù)的電子沿 z 軸傳播時也確實存在四分量旋量的渦旋解,從而為有自旋-軌道
物理學報 2022年21期2022-11-14
- 基于SDT理論滑動軸承轉子系統(tǒng)運行特性的研究
關系。并通過研究旋量參數(shù)對運行特性的影響，表明了SDT誤差模型的可行性，由于實際生產中誤差總是要求在公差范圍內，所以當確定徑向軸承設計公差等級時可以預測徑向軸承的性能。1 基于SDT理論的軸頸誤差的表征與滑動軸承動力學模型1.1 點的空間理論公差帶表示限制實際尺寸變動的范圍。實際尺寸可理解為是理想尺寸上的點經(jīng)一定的空間運動后所形成的帶有誤差的尺寸。在度量幾何學中定義點的空間運動為平移和旋轉的乘積,可采用齊次矩陣的形式來表示?？紤]到研究軸頸形狀誤差，根據(jù)點的
機床與液壓 2022年17期2022-09-21
- 臥式加工中心空間誤差預測與驗證
工中心為例，采用旋量指數(shù)積分析空間誤差并構建機床誤差模型，基于傳統(tǒng)辨識技術識別各項誤差，同時給出空間誤差模型預測結果，開展基于ISO230-6的體對角線對比驗證實驗，為進一步深入研究機床空間誤差補償手段提供必要的理論基礎支撐。2 旋量理論分析2.1 剛體運動學任意剛體運動：剛體從某一位置到另一位置的運動可通過繞某一定軸的轉動加上沿平行于該直線的移動實現(xiàn)。旋量運動[7]的無窮微小運動稱為運動旋量，以幾何形式描述，如圖1所示。圖1 旋量運動Fig.1 Scre
機械設計與制造 2022年6期2022-06-28
- 雅可比旋量的裝配體并聯(lián)結構公差分析方法研究
分析模型,雅可比旋量模型[3-4]在三維空間中表示和傳播公差,一方面可以體現(xiàn)裝配體空間結構在公差傳播過程中的幾何杠桿作用,另一方面可以全面考慮尺寸公差、形位公差,以及尺寸公差和形位公差之間的耦合結果。在計算方面,雅可比旋量模型有著簡潔的數(shù)學表達式和相對成熟的算法,非常適合由多個零件構成、含有大量公差信息的復雜裝配體[5],但傳統(tǒng)的雅可比旋量模型不能很好地實現(xiàn)對裝配體局部并聯(lián)結構的計算。對于裝配體局部并聯(lián)結構,傳統(tǒng)的建模方法只取其局部并聯(lián)鏈中的一條支鏈用于建
西安交通大學學報 2022年5期2022-05-21
- 基于廣義剛度的多指手抓持穩(wěn)定性分析①
幾種指標,包括力旋量橢球的體積最小值[15]、最小奇異值和各向同性指標[16]等?；趲缀侮P系的穩(wěn)定性指標也常被使用,包括抓持多邊形的形狀和面積[17]、接觸多邊形的質心與對象質心之間的距離和手指位置的不確定度等。但是這類抓持穩(wěn)定指標僅僅是考慮了抓持點的分布以及物體表面的內法向量,而最大最小抵抗力[18]則是考慮了抓持力的一種穩(wěn)定性指標,計算抓持可以抵抗任意方向上的最大的擾動力,并且文獻[19]提出了一種有效的求解方法。還有一類從靈巧手構型定義的穩(wěn)定性指標
高技術通訊 2022年3期2022-04-30
- 基于粒子群算法的裝配公差組合優(yōu)化*
2]構建了雅克比旋量模型，進行了基于公差原則的裝配公差統(tǒng)計分析，考慮了不同公差原則下裝配體末端公差的范圍；PENG等[3]基于雅可比旋量模型，提出以統(tǒng)計學原理來解決機械裝配體的三維公差重新設計的新方法。高瑞等[4]在滿足整體裝配質量的前提下，利用中間計算法優(yōu)化零件尺寸公差，從而提高了零件合格率。趙帥帥等[5]構建了成本公差函數(shù)，提出了基于群智能算法的中間軸公差優(yōu)化設計方法。周釗等[6]提出了一種基于布谷鳥算法的多目標公差設計方法。上述三維公差分析方法，大多
組合機床與自動化加工技術 2022年4期2022-04-26
- 含折展平臺的多模式移動并聯(lián)機構設計與運動特性分析
b所示，此時軸線旋量$i(i=1,3,5,7)相互平行，旋量$i(i=2,4,6,8)交于一點Q，折展平臺處于完全展開位型；改變平臺軸線位置如圖1所示，當旋量$i(i=1,3,5,7)交于一點P，旋量$i(i=2,4,6,8)交于一點Q時平臺處于另一分岔過渡位型，可以實現(xiàn)前后位型的過渡變換；繼續(xù)改變軸線位型如圖1c所示，旋量$i(i=1,3,5,7)交于一點P，旋量$i(i=2,4,6,8)交于一點Q，此時，兩組旋量分別共線、正交形成的平面相互平行，且P投
農業(yè)機械學報 2022年3期2022-04-07
- 結合POE旋量理論的三軸立式加工中心幾何誤差建模方法
。近年來,POE旋量理論[13]已在機器人技術領域得到廣泛使用,國內外學者相繼將該理論應用于構建機床的運動學模型,并在此基礎上推導出幾何誤差模型。Zhao等[14]將幾何誤差源用旋量表示,綜合模型的計算結果為誤差旋量的總和,并建立了基于旋量理論的幾何誤差模型。Tian等[15]采用旋量理論構建幾何誤差模型時考慮了垂直度誤差的影響,并用六維向量來表示誤差元素。Zhao和Tian的研究中沒有對每個軸的基本誤差元素進行詳細描述,同時,在構建誤差模型時直接使用旋量
機械科學與技術 2022年1期2022-03-15
- 基于螺旋理論對4-URU并聯(lián)機構自由度分析*
6]。拓撲圖論、旋量理論、李群、李代數(shù)、四元數(shù)等各種數(shù)學工具不斷被研究人員引入機構學理論，使機構學理論有了大量的創(chuàng)新與發(fā)展[7]。螺旋理論（也稱為旋量理論）的引入對機器人的構型及自由度類型的研究有著舉足輕重的作用[8]。螺旋理論在創(chuàng)立之初一直無人問津，直到20世紀中葉，Dimentberg應用螺旋理論對空間機構進行分析時才被研究人員所了解[9]。目前，針對串聯(lián)、并聯(lián)以及混聯(lián)機器人的研究大多數(shù)對機器人的構型、自由度、運動學、動力學以及工作空間等進行分析，這些
南方農機 2022年4期2022-02-18
- 立式加工中心空間誤差驗證及補償
NG等[6]基于旋量理論計算了機床運動學通用模型，有效實現(xiàn)了機床空間誤差預測與補償實驗。綜合以上分析，依據(jù)多體系統(tǒng)理論的數(shù)控機床空間誤差建模及其補償已經(jīng)較為成熟，但是機床結構錯綜復雜，由于齊次坐標變換涉及多個局部坐標系，較為冗余、復雜，同時會出現(xiàn)丟失幾何誤差的情況并可能出現(xiàn)奇異性的問題。因此，本文作者基于旋量理論建立機床運動學正解，同時輸出該立式加工中心完備空間誤差模型，在分析21項幾何誤差的基礎上進行某立式加工中心的空間誤差建模，進一步借助運動學逆解補償
機床與液壓 2022年24期2022-02-02
- 六自由度機械臂運動學旋量逆解及簡化算法*
用D-H參數(shù)法和旋量法[1-2]。相比于傳統(tǒng)的D-H參數(shù)法，旋量法具有不需要建立局部坐標系因此避開了局部坐標系帶來的奇異性問題，并且能夠很好的區(qū)分多解和具有明顯的幾何意義等優(yōu)點[3-5]，所以越來越多的學者將旋量引用到機器人的研究中。文獻[6]將paden-kahan子問題和消元法相結合解決了后3關節(jié)交于一點的六自由度逆解問題。文獻[7]將吳方法(吳方法是我國數(shù)學家吳文俊于20世紀70年代提出的處理多項式代數(shù)問題的一種數(shù)學方法)引入6R機器人的逆運動學問題
組合機床與自動化加工技術 2021年9期2021-09-28
- 結合旋量理論和代數(shù)方法的六自由度機械臂逆運動學求解算法
翔等[10]利用旋量理論和代數(shù)消元相結合提出了6-DOF機器人逆解算法，該方法適用于末端3個關節(jié)軸線相交于一點的串聯(lián)機器人。李立君等[11]基于旋量理論對6-DOF混聯(lián)機械臂進行逆運動學求解，該方法可以穩(wěn)定得出10組工作目標位置信息對應的關節(jié)值。盧喆等[12]將幾何法與旋量理論相結合推導6-DOF串聯(lián)機器人逆運動學，該方法是采用幾何法解決前3個關節(jié)軸線不相交的問題，采用Paden-Kahan子問題的方法求解后3個關節(jié)軸線交于一點的問題。Sung等[13]和
科學技術與工程 2021年25期2021-09-26
- 基于旋量理論的三頂點剛性折紙可折疊性分析*
分析中，利用運動旋量分析復雜的空間機構十分便捷，任一齊次變換矩陣T均可以表示為相應的運動旋量的矩陣指數(shù)[11]。旋量理論在閉環(huán)和并聯(lián)機構的運動學分析上被普遍應用[12-14]。按照旋量的加法規(guī)則，旋量之間的原部與對偶部也線性相關。根據(jù)Grassmann線幾何原理，可以根據(jù)線簇種類確定維數(shù)，并通過維數(shù)進一步確定線矢量線性相關性。偶量為自由矢量，方向相同即可線性相關?？臻g共點的一般旋量空間維度最大為6，最小為3[15]。綜上所述，可以通過旋量之間的線性相關性來
重慶工商大學學報（自然科學版） 2021年4期2021-07-21
- 基于旋量理論的模塊化機械臂動力學建模
為廣泛。近年來，旋量法[3-5]在機器人建模方面得到了很多重視。以旋量進行機器人運動描述的最大優(yōu)點是：各連桿是相對于機器人底座建立坐標系的，同時各連桿的旋量具有明確的幾何意義，從而簡化了機器人。王紅旗等[6]基于旋量理論并利用Lagrange原理對移動機械手動力學建模。郭冰菁等[7]基于旋量理論對步態(tài)康復機器人進行了動力學的建模及仿真，驗證了動力學模型的正確性。本文基于旋量理論對6自由度模塊化機械臂進行動力學建模與分析。首先，基于旋量理論建立機械臂動力學方
洛陽理工學院學報(自然科學版) 2021年2期2021-07-14
- 協(xié)作機器人逆運動學形式化建模與驗證
H參數(shù)法[2]和旋量法[3]兩種.其中，D-H參數(shù)法是一種為關節(jié)鏈中的每一連桿建立坐標系的矩陣方法[4].但是對于相鄰關節(jié)平行的機器人，會出現(xiàn)模型參數(shù)不連續(xù)而導致的奇異性問題[5].相較于傳統(tǒng)的D-H參數(shù)法，旋量法從整體上描述剛體的運動，它無需建立各連桿坐標系，只建立慣性基坐標系和末端工具坐標系，從而避免了用局部坐標系描述時所造成的奇異性[6].目前，也有許多學者基于旋量法對協(xié)作型機器人逆運動學求解進行研究[7].例如：Igor Dimovsk[8]等基于
小型微型計算機系統(tǒng) 2021年7期2021-07-08
- 基于小位移旋量的旋翼系統(tǒng)公差建模及分析
1-2］、雅可比旋量法［3-5］以及小位移旋量（SDT）法［6-8］等。這些方法均是把零件看作剛體，利用幾何誤差累計進行模型精度求解。T-Map法的計算精度較高，以基于公差域的邊界及變動要素進行公差建模，以所有符合公差要求的點的集合來對各類誤差特征進行計算，然而使用T-Map法難以描述零件間誤差的作用關系及其分布情況［6］。雅可比旋量法將雅可比方法和旋量方法相結合對公差進行數(shù)學建模，可同時處理尺寸公差、幾何公差。雅可比方法是以點集的形式表示微小位移，以機器
航空工程進展 2021年3期2021-06-28
- 臥式加工中心雙驅Z軸裝配體幾何誤差分析
公差分析的雅可比旋量模型定量描述各幾何要素表達和傳遞幾何要素在公差域的變動，該模型結合了適合公差表達的旋量模型和適合公差傳遞的雅克比矩陣，已應用于齒輪泵[7]和發(fā)動機[8]等裝配過程，而對位置可變的機床雙驅Z軸進給系統(tǒng)的裝配過程研究較少，也沒有考慮雙絲杠誤差的制約關系。對誤差模型進行敏感性分析能夠量化各誤差項對雙驅Z軸裝配精度的影響權重。目前的敏感性分析包括基于一階偏導數(shù)形式[9-10]的局部敏感性分析和包含元效應方法[11]、基于方差方法[12]的全局敏
哈爾濱工業(yè)大學學報 2021年7期2021-06-13
- 基于MATLAB的六足機器人運動學分析仿真
[2]詳細介紹了旋量理論，本文通過旋量理論搭建如圖1所示的單腿模型，并作為初始位置，其關節(jié)軸線上點rn（n=1，2，3）坐標相對于基坐標系位置關系如圖1所示，其中L1=45mm，L2=75mm，L3=135mm。圖1 初始位置單腿構型及坐標系建立利用旋量理論求得單腿正運動學方程為：其中，2 逆運動學求解圖2 旋轉關節(jié)螺旋運動情況將式（4）右乘可得：如圖2所示，圓1與圓2交于點p21、p22，圓2和圓3交于點p31、p32中，在初始位姿下，點p通過軸線ζ3旋
南方農機 2021年5期2021-03-12
- 基于旋量和自運動的七自由度機械臂逆解算法
H參數(shù)法[1]和旋量法[2]來建立機器人運動學模型。D-H參數(shù)法需要在每個連桿處建立坐標系，然后，得出每一個連桿坐標系相對于前一連桿坐標系的位姿轉換矩陣，即得到機械臂運動學方程。D-H參數(shù)法相對于旋量法更加復雜，但目前用來分析機械臂正逆運動學十分成熟，且應用廣泛[3,4]。而采用旋量法建立機器人運動學模型，只需要建立基坐標系和末端執(zhí)行器坐標系，通過確定各個連桿之間的旋轉或平移運動，得到機械臂末端坐標系相對于基坐標系的運動關系，旋量法相對于D-H參數(shù)法更加簡
南陽理工學院學報 2021年6期2021-02-28
- 多無人機繩索懸掛協(xié)同搬運固定時間控制
計算了系統(tǒng)的有效旋量空間，并分析了旋量空間與系統(tǒng)構型和運動加速度之間的關系。其次規(guī)劃了載荷與無人機的可行運動軌跡，滿足系繩張緊狀態(tài)要求且避免了無人機之間的碰撞。最后設計了固定時間跟蹤控制器，實現(xiàn)了對期望軌跡的快速穩(wěn)定跟蹤。1 有效旋量空間分析1.1 系統(tǒng)平衡方程多無人機繩索懸掛式協(xié)同搬運系統(tǒng)由N個無人機、懸掛載荷(本文研究質點模型)和連接無人機與載荷的系繩構成，如圖1所示。圖1 多無人機繩索懸掛式協(xié)同搬運系統(tǒng)坐標系Fig.1 Coordinate syst
導航定位與授時 2021年1期2021-02-03
- 一種2R1T類球面并聯(lián)機構的瞬時速度分析
法有閉環(huán)矢量法、旋量法、影響系數(shù)法[13-14]和網(wǎng)絡分析法[15]等. 前三種方法實質是求解速度映射即雅克比矩陣，一般通過對位置約束方程求導來獲得速度映射關系，但在位置約束方程本身就很復雜的情況下，對其進行一階求導就更加困難. 網(wǎng)絡分析法以圖論為基礎，適合多環(huán)強耦合并聯(lián)機構的速度和力分析，對于少自由度并聯(lián)機構的速度分析通用性不強.為避開雅克比矩陣和位置導數(shù)的求解，本文在文獻[9]的基礎上，利用Riemann對稱空間理論對一種自由度類球面并聯(lián)機構進行了瞬時
哈爾濱工業(yè)大學學報 2020年1期2020-12-21
- 一種基于旋量理論的機器人關節(jié)結構誤差對其精度影響的分析方法
器人的分析當中，旋量理論便是其中重要的一個。為避免Denavit-Hartenberg模型（簡稱DH模型）的奇異性，K.Okamura 等[9]將Exponential of Product公式（簡稱POE 公式）應用到串聯(lián)機器人的標定中，并建立了一般性的幾何誤差模型。譚月勝等[10]利用旋量理論建立了一模塊化機械臂末端執(zhí)行器運動誤差數(shù)學模型。但是該模型只是將關節(jié)的誤差影響設為6個結構參數(shù)的旋量，為隱式表達，并不能直接反映關節(jié)具體誤差源的影響。黃勇剛等[1
湖南工業(yè)大學學報 2020年5期2020-11-06
- 三平移機構設計與運動學符號解及性能評價
求得各支鏈傳遞力旋量與約束力旋量，求得該機構各支鏈的輸入傳遞指標、輸出傳遞指標與局部傳遞指標表達式，得到兩種指標曲線分布圖；根據(jù)約束力旋量與輸入、輸出運動旋量的互易積，以及傳遞力旋量與輸入、輸出運動旋量的互易積等分析機構的奇異位型；最后，根據(jù)局部傳遞指標曲線評價機構距離奇異位型的遠近。1 機構拓撲設計及分析1.1 機構設計本文設計的具有正向位置符號解的3T并聯(lián)機構如圖1所示，定平臺0(導軌)與動平臺1之間通過兩條混合支鏈Ⅰ、Ⅱ連接。圖1 具有正向位置符號解
農業(yè)機械學報 2020年9期2020-10-10
- 基于有限和瞬時旋量理論的Exechon并聯(lián)機器人運動學分析
設計的有限和瞬時旋量理論（FIS理論）：有限旋量可描述并聯(lián)機器人的有限運動，即其位移；瞬時旋量用于表示并聯(lián)機器人的速度。有限旋量和瞬時旋量之間的微分映射可以有效地反映位移和速度的關系，基于此，可在統(tǒng)一數(shù)學框架下建立并聯(lián)機器人的拓撲模型和速度模型，為Exechon并聯(lián)機器人的運動學分析提供新方法。在機器人運動學分析中，首先在串聯(lián)機器人運動學分析中引入雅克比矩陣的條件數(shù)，隨后直接擴展到并聯(lián)機器人，提出了局部條件數(shù)［12］、全局條件數(shù)［13］等一系列指標。然而，
工程設計學報 2020年3期2020-07-21
- 雙層環(huán)形桁架可展天線機構運動特性與動力學分析
，用帶數(shù)字的運動旋量表示不同關節(jié)處的運動，如用$2表示連接桿件AE和DF轉動副的運動，可以得到閉環(huán)可展開機構單元的旋量約束拓撲圖，如圖4所示。圖4 閉環(huán)可展開機構單元旋量約束拓撲圖Fig.4 Screw constraint topology of closed loop deployable mechanism unit由連接桿件AB1和桿件AB2的轉動副11空間位置坐標，可得(2)式中：r11表示轉動副11的空間位置；n為花盤尺寸。轉動副11的轉軸所在
兵工學報 2020年4期2020-05-20
- 基于旋量理論的并聯(lián)機構過約束分析步驟的改進
約束）也不例外。旋量是具有旋距要素的線矢量（也稱為螺旋）。旋量可以表示運動學中的一般剛體運動或者靜力學中的廣義力（包括力和力偶）。旋量理論可以追溯到18世紀的Mozzi瞬時運動軸及19世紀初葉的Poinsot合力中心軸與Chasles位移軸。至1876年，Ball完成了對這一理論的系統(tǒng)研究，并體現(xiàn)在其1900年的著作當中。并聯(lián)機構的運動和約束情況較為復雜，因而最適宜采用旋量理論進行描述。20世紀80年代以來陸續(xù)有學者開始用旋量來表達Stewart平臺和6-
佛山科學技術學院學報（自然科學版） 2020年1期2020-03-12
- 旋量玻色-愛因斯坦凝聚體拓撲性質的研究進展*
量子態(tài)上, 形成旋量玻色-愛因斯坦凝聚體.靈活的自旋自由度成為體系相關的動力學變量, 可以使體系出現(xiàn)新奇的拓撲量子態(tài), 如自旋疇壁、渦旋、磁單極子、斯格明子等.本文綜述了旋量玻色-愛因斯坦凝聚的實驗和理論研究, 旋量玻色-愛因斯坦凝聚體中拓撲缺陷的種類, 以及兩分量、三分量玻色-愛因斯坦凝聚體中拓撲缺陷的研究進展.1 引 言對于一個多粒子的玻色系統(tǒng), 當體系的溫度極低, 且原子間的距離足夠靠近時, 大量原子將會凝聚在動量為零的最低能態(tài)上, 從而出現(xiàn)一種具有
物理學報 2020年1期2020-01-16
- 具有3T、2T1R和2R1T模式的并聯(lián)機構構型綜合
桿A1A2的約束旋量，然后求解連桿A1A2的運動螺旋，接著得到連桿A1A2連接平行四邊形機構R41R42R43R44后得到的混聯(lián)運動鏈的運動旋量，求解混聯(lián)運動鏈施加在動平臺A3A4上的約束旋量，最后結合運動鏈B3A3施加在動平臺A3A4的約束旋量，對其求解互易積計算動平臺A3A4的自由度?；炻?lián)運動鏈中的驅動副產生的驅動旋量也可以使用上述方法進行計算，這種方法計算量較大。第2種方法，可以將圖5中連桿A1A2作為動平臺，支鏈B1A1作為第1支鏈，支鏈B2A2作
農業(yè)機械學報 2019年12期2019-12-31
- 基于雅可比旋量的并聯(lián)配合特征三維公差分析方法及其應用
[1]采用小位移旋量分析裝配中的結合面誤差，提出JSS矩陣方法，分析裝配誤差分量的傳遞路徑，結合雅可比矩陣，建立了齒輪泵裝配誤差模型，驗證該方法準確性；文獻[2]運用小位移旋量表達幾何要素在公差域內的變動，結合齊次坐標變換傳遞裝配誤差，并計算封閉環(huán)的相對于全局坐標系的變動，根據(jù)實例分析，驗證了該方法的可行性；文獻[3]分析了多種二維和三維公差分析方法，結合實例描述了各方法的特點，總結了三維公差分析方法的優(yōu)勢；文獻[4]以齒輪泵體為例，運用雅可比旋量建立了裝
組合機床與自動化加工技術 2019年11期2019-11-27
- 基于距離誤差的機器人參數(shù)辨識模型與冗余性分析
]。本文利用關節(jié)旋量的空間幾何特性，建立機器人的伴隨變換型距離誤差模型，使得辨識后的關節(jié)旋量自動滿足物理約束條件。在此基礎上，基于辨識雅可比矩陣的零空間，分析不同距離誤差測量方式下可辨識參數(shù)的冗余性。最后，通過實驗對距離誤差模型的有效性和參數(shù)冗余性分析的正確性進行驗證。1 伴隨變換型誤差模型1.1 正運動學模型對于n自由度串聯(lián)機器人，令i和θi分別為轉動關節(jié)i的運動旋量和轉動角度，則有(1)其中vi=qiwi式中O1×3——1行3列零矩陣vi——關節(jié)量矩q
農業(yè)機械學報 2018年11期2018-12-04
- 基于旋量的4UPS/UPR并聯(lián)機構動力學建模及分析*
雜，且極易出錯。旋量代數(shù)以其對剛體空間運動描述的幾何直觀性與代數(shù)抽象性而備受機構學者的歡迎。李澤湘等[5]基于旋量及其伴隨變換建立了機器人的動力學方程，揭示了李群、李代數(shù)在機器人學中的應用。郭菲等[6]基于旋量鍵合圖建立了3-UPS/S機構的動力學模型。Gallardo等[7]利用旋量代數(shù)及虛功原理建立了并聯(lián)機構的動力學模型，其推導過程中需要得到剛體質心點的速度、加速度，旋量建模的優(yōu)越性并沒有得到較好的體現(xiàn)。Sugimoto[8]利用影響系數(shù)矩陣和環(huán)矩陣建
組合機床與自動化加工技術 2018年5期2018-06-07
- 六自由度組芯機器人逆運動學研究
人領域熱點之一.旋量法[2]是用一組對偶矢量的螺旋來表示物體運動的角速度和線速度.相比于傳統(tǒng)D-H矩陣的參數(shù)法，旋量法的優(yōu)勢在于從整體上描述剛體的運動，避免局部坐標系描述時所造成的奇異性；對剛體運動進行幾何描述，可以簡化機構的分析；具有明顯的幾何意義優(yōu)點，使用指數(shù)積進行逆解求解時，可以明確多解的條件與個數(shù).為求解機器人運動學逆解問題，首先要解決一般機器人設計中遇到的逆解子問題，然后設法將整個運動學逆問題分解成若干個解為已知的子問題.其中最著名的是Paden
安徽工程大學學報 2018年1期2018-03-30
- 光子的旋量波動方程
的Fermion旋量波動方程. 自Dirac發(fā)現(xiàn)自旋為1/2粒子的相對論波動方程后, 利用Lorentz群理論研究旋量和矢量已取得較大進展[12]. 在四維時空旋轉下, 旋量可更好地描述Lorentz不變性的概念[13-14]. 利用光子的旋量波動方程, 可以研究光在真空和介質中的量子特性[15-16]. 基于此, 本文提出自由和非自由光子的旋量波動方程, 給出自旋算子、 自旋與空間波函數(shù)及光場的Lagrange密度. 由單光子自旋波函數(shù)得到兩光子或多光子
吉林大學學報（理學版） 2018年2期2018-03-27
- 基于旋量理論的仿人機械臂正運動學與可操作性分析*
聰 陳惠綱?基于旋量理論的仿人機械臂正運動學與可操作性分析*李文威1周廣兵1,2陳再勵1吳亮生1黃煒聰1陳惠綱1（1.華南智能機器人創(chuàng)新研究院 2.廣東省智能制造研究所）為研究仿人機械臂的運動性能，采用旋量理論對SRU構型仿人機械臂進行正運動學與可操作性分析。首先基于指數(shù)積公式對機械臂進行正運動學分析，獲得通用的正解解析式；其次基于運動旋量計算機械臂的雅克比矩陣，并通過雅克比矩陣獲得機械臂操作空間中任意一點的全局相對可操作度；最后以某六自由度仿人機械臂為算
自動化與信息工程 2018年5期2018-03-02
- 基于旋量理論的三指機器人靈巧手逆運動學分析
241000基于旋量理論的三指機器人靈巧手逆運動學分析裴九芳 許德章 王 海安徽工程大學機械與汽車工程學院，蕪湖，241000為提高三指機器人靈巧手逆運動學的求解效率，提出了基于旋量理論的逆運動學新的求解算法。以Shadow三指靈巧手為例，在無法直接利用單純的Paden-Kahan 子問題求解逆運動學的條件下，食指(無名指)的逆解采用Paden-Kahan子問題與代數(shù)解相結合的算法，拇指的逆解采用數(shù)值法與Paden-Kahan子問題相結合的算法。最后通過計
中國機械工程 2017年24期2017-12-29
- 一種并/混聯(lián)汽車電泳涂裝輸送機構運動/力傳遞效率性能分析
價方法。首先采用旋量形式導出輸送機構的運動學和動力學，再根據(jù)旋量的Klein型即李代數(shù)e(3)的雙線性形式，建立了以輸送機構末端執(zhí)行器的瞬時運動功率與輸入端瞬時運動功率的比值作為表征機構輸入輸出的運動/力瞬時傳遞效率的瞬態(tài)分析評價指標?；谒岢龅姆治鲈u價方法，得出機構在三種典型期望運動軌跡下從輸入端到輸出端的運動/力瞬時傳遞效率隨時間變化的曲線，并求得其運動/力平均傳遞效率。最后利用MATLAB軟件對機構進行實例仿真，仿真結果表明了評價指標的合理性和有效
中國機械工程 2017年18期2017-09-29
- 復合勢下三維旋量玻色-愛因斯坦凝聚暗孤子及其自旋紋理*
4)復合勢下三維旋量玻色-愛因斯坦凝聚暗孤子及其自旋紋理*王海紅, 宗豐德(浙江師范大學 非線性物理研究所,浙江 金華 321004)為了充分揭示復合勢下三維旋量玻色-愛因斯坦凝聚暗孤子的動力學性質及自旋紋理結構，運用能量泛函方法和直接數(shù)值仿真耦合Gross-Pitaevskii方程組,在三維拋物勢和二維高斯勢組成的復合勢下構造了多種帶有不同拓撲結構因子穩(wěn)定的自旋為1的三維鐵磁態(tài)旋量玻色-愛因斯坦凝聚暗孤子,并分析了它們的動力學特性.選擇其中一種暗孤子作為
浙江師范大學學報（自然科學版） 2017年3期2017-09-08
- 基于旋量代數(shù)的機器人運動學建模及應用
75000)基于旋量代數(shù)的機器人運動學建模及應用耿明超1劉麗娟1張燦果1王嫣嫣1劉 愛2(1.河北建筑工程學院，河北 張家口 075000；2.張家口高新盛華熱力有限公司，河北 張家口 75000)傳統(tǒng)的加速度用兩個三維矢量分別表示剛體的轉動和移動，運動學及后續(xù)的動力學建模過程復雜且極易出錯，不能滿足構型復雜機器人的建模需求.而旋量將剛體的轉動和移動統(tǒng)一為一個整體，能夠簡化剛體運動的表示形式.基于旋量代數(shù)的運動學建模方法，形式簡潔、物理意義明確，為機器人的
河北建筑工程學院學報 2017年2期2017-07-25
- 基于公差原則的裝配公差統(tǒng)計分析*
問題，基于雅克比旋量理論建立了考慮公差原則的三維裝配公差模型，并結合蒙特卡洛法對裝配體進行統(tǒng)計公差分析，期間在用旋量區(qū)間表示特征變動時并考慮了旋量間的約束關系，使公差分析結果更加符合實際情況。最后以簡易頂尖尾座裝配體為實例，對比了零件應用不同公差原則時的公差分析結果，驗證了所述方法的有效性。公差原則；雅可比旋量模型；公差分析；蒙特卡洛0 引言與物理樣機相比，數(shù)字樣機可大幅度提高產品開發(fā)的速度和質量，而數(shù)字樣機技術還存在著諸多的問題[1]。例如在對產品進行三
組合機床與自動化加工技術 2017年5期2017-05-25
- 基于旋量理論的四自由度抓取機械手奇異位形分析
18124）基于旋量理論的四自由度抓取機械手奇異位形分析劉青松，袁 杰，錢建華（中科華核電技術研究院有限公司，廣東 深圳 518124）機構奇異位形是影響機構運動學性能的重要因素之一，機械手的奇異位形可導致機構鎖死、控制復雜化、危害人員安全等問題．本文針對四自由度抓取機械手采用旋量理論對該機械手進行了運動學分析，并推導出了機械手奇異位形，采用隨機取點法驗證了旋量方法的可行性．在此基礎上，利用MATLAB Robotics對奇異位形進行了仿真分析．仿真結果表
河北工業(yè)大學學報 2016年1期2017-01-06
- 基于旋量理論的混聯(lián)采摘機器人正運動學分析與試驗
10000）基于旋量理論的混聯(lián)采摘機器人正運動學分析與試驗陽涵疆，李立君※，高自成（中南林業(yè)科技大學機電工程學院，長沙 410000）為滿足油茶果機械化、自動化采摘的要求，避免利用傳統(tǒng)的Denavit-Hartenberg(D-H)參數(shù)法對機器人進行運動學分析時的缺陷，提出了一種基于旋量理論構建混聯(lián)采摘機器人運動學方程的方法。根據(jù)混聯(lián)采摘機器人機械臂的結構特點進行簡化；基于所提出的方法建立了機器人正運動學方程，獲得末端執(zhí)行器的位置正解；隨機選取5組關節(jié)變量
農業(yè)工程學報 2016年9期2016-12-19
- 基于凸集理論的繩牽引串并聯(lián)機器人工作空間算法
串并聯(lián)機器人的力旋量可行工作空間，提出一種基于凸集理論的非迭代求解算法。該算法利用閔可夫斯基之和的性質構造繩索的旋量集，借助非迭代的數(shù)學思想驗證該旋量集是否完全包含外部旋量集。首先，通過確定初始超平面找出凸集所有的邊界超平面,根據(jù)初始超平面偏移的距離確定邊界超平面投影位置; 然后推導出旋量平衡的判定表達式，并采用數(shù)值分析的方法得到繩牽引機器人的力旋量可行工作空間;最后，采用該算法對兩種典型的繩牽引串并聯(lián)機器人進行工作空間求解，結果驗證了所提出的基于凸集理論
中國機械工程 2016年18期2016-10-13
- 基于蒙特卡洛模擬與響應面方法的公差建模
響應面法；小位移旋量；約束不等式；變動不等式0 引言科學技術的進步促使機床朝著高速和高精度方向發(fā)展,機床精度性能的設計與提高變得日益重要。國內外學者在機床精度設計領域開展了大量的研究,取得了一定的進展。文獻[1-3]運用多體運動學理論建立了機床的誤差傳遞模型;文獻[4-5]分析了加載時工作零件的變形量,將其轉變?yōu)檠趴杀?span id="j5i0abt0b" class="hl">旋量修正量, 通過對雅可比旋量公差模型在實際工況下的修正, 建立了基于雅可比旋量和實際工況的裝配體公差數(shù)學模型;文獻[6]給出了三維公差累積
中國機械工程 2015年4期2015-10-28
- 適于高超聲速飛行器的三維非線性滑模制導律
合問題，定義視線旋量和視線旋量速度，構建了基于視線旋量和視線旋量速度的高超聲速飛行器三維非線性制導參考模型；然后，針對參數(shù)擾動問題，基于變結構控制理論，推導出一種適于多約束制導要求的三維非線性滑模制導律，并通過理論推導證明了該制導律的穩(wěn)定性；最后，引入偽控制變量，完成了制導參數(shù)的優(yōu)化，從而完成三維非線性偽最優(yōu)滑模制導律的設計。該制導律能夠從理論上克服運動耦合和參數(shù)擾動問題，其制導參數(shù)又滿足一定物理意義下的最優(yōu)性。仿真結果驗證了制導律的有效性。高超聲速飛行器
系統(tǒng)工程與電子技術 2015年9期2015-07-26
- 基于旋量法的可變形六足機器人腿部運動學分析
行運動學建模。而旋量方法可以表示任意方向的轉動和移動，且只需建立基礎坐標系S和工具坐標系T兩個坐標系，運算過程較D-H法簡單。利用旋量理論計算機器人的雅克比矩陣可避免對運動學位姿正解求導，簡化了計算，并且避免了D-H法的奇異性問題。因此采用旋量方法和指數(shù)積公式建立可變形腿的運動模型，計算腿部的正解和逆解以及雅可比矩陣。劉亞軍等運用旋量方法建立操作臂串聯(lián)機構運動學模型，得到該操作臂的16組運動學逆解的解析解[3]。胡典傳等利用傳統(tǒng)D-H分析方法建立裝夾機械手
制造業(yè)自動化 2015年6期2015-07-07
- 基于旋量方法的高超聲速飛行器三維非線性偽最優(yōu)制導律設計*
標視線矢量的幾何旋量，并最終設計了一種考慮制導參數(shù)優(yōu)化的新型三維非線性制導律。1 制導問題分析構建如圖1所示的飛行器對目標進行俯沖攻擊的示意圖，目標T固定于坐標系的原點O，r為彈目視線矢量，其長度為r，從目標質心T指向飛行器質心M。M'為M在xoz平面的投影。qd和qt分別為視線高低角和視線方位角，qtt為視線矢量在轉彎平面內的方向角。ec，et，ed，er，ett為單位矢量，ec與矢量 OM'同向，et與 y軸同向，er與 r同向，O－eceted構成右
國防科技大學學報 2015年6期2015-05-16
- 基于旋量理論的Stanford機器人的逆運動學分析
，計算復雜。運用旋量理論可以把復雜的空間機構問題變得十分簡單，它已經(jīng)廣泛地應用到機器人領域中［1－5］。1969年Victor Scheinman設計了Stanford機器人，目前已被廣泛地應用于教學和工業(yè)生產中。董明曉［6］和趙軻［7］等均在D-H齊次變換矩陣的基礎上推導出逆運動問題算法。本文作者對Stanford機器人的逆運動分析采用旋量理論的方法，通過指數(shù)積公式建立機器人正運動學數(shù)學模型，根據(jù)該機器人的結構特點，應用Paden-Kahan子問題求解S
機床與液壓 2015年3期2015-04-26
- 厚積而薄發(fā) 格物以致知——戴建生教授新著《機構學與機器人學的幾何基礎與旋量代數(shù)》與《旋量理論與李群、李代數(shù)》評述
人學的幾何基礎與旋量代數(shù)》與《旋量理論與李群、李代數(shù)》評述陳定方武漢理工大學，武漢，430063戴建生教授在機構學與機器人學領域取得了豐碩的研究成果，他是國際上享有盛譽的可重構機構與可重構機器人學領域的權威專家,并于今年(2015年)獲得了ASME機構學與機器人學終身成就獎。藉二十余年的學術積淀，戴教授在耳順之年(2014年)出版了兩部新著。其中，《機構學與機器人學的幾何基礎與旋量代數(shù)》為高等教育出版社“機器人科學與技術”叢書的第一部；這部專著的第二章至第
中國機械工程 2015年14期2015-01-28
- 一種七自由度冗余機械臂的奇異構形特征分析
入了一種基于相關旋量抑制的方法。采用這種方法，對一種構型與加拿大臂2相同的七自由度冗余機械臂進行了奇異性分析，得出了七自由度冗余機械臂出現(xiàn)奇異時的5種情況。為了深入和形象地理解機械臂的奇異構形，針對每種情況進行了詳細分析，得出了每種情況對應的奇異構形的幾何特征，并用圖解形式直觀地給出了奇異構形的例子。七自由度冗余機械臂；奇異性分析；相關旋量抑制方法；奇異構形特征0 引言七自由度機械臂是能夠完成多維空間任務的冗余機械臂中結構最為簡單的，同時也具有了操作靈活、
機械與電子 2014年10期2014-09-06
- Kinematics analysis of cleaning robot for aircraft surfaces based on screw theory*
749366基于旋量法的飛機表面清洗機器人運動學分析*針對5自由度飛機表面清洗機器人，通過旋量和指數(shù)積公式求解了運動學正解，得出末端執(zhí)行器相對慣性坐標系的位形。采用運動螺旋求解了運動學正解的雅可比矩陣，為機構的奇異性、實時控制、可操作性的研究提供了理論基礎。機器人；雅可比矩陣；運動學；旋量理論；指數(shù)積公式TP2422013-11-04*Project supported by Undergraduate Innovative Training Progra
機床與液壓 2014年6期2014-09-05
- 基于雅可比旋量統(tǒng)計法的發(fā)動機三維公差分析
07）基于雅可比旋量統(tǒng)計法的發(fā)動機三維公差分析陳華1，唐廣輝2，陳志強2，李志敏1，金隼1（1.上海交通大學上海市復雜薄板結構數(shù)字化制造重點實驗室，上海200240；2.上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）為了在發(fā)動機裝配體的公差分析中考慮傳統(tǒng)尺寸鏈無法處理的幾何公差信息，以發(fā)動機的做功機構為分析對象，引入雅可比旋量模型，建立在尺寸和形位公差約束下的特征及其配合旋量的變動和約束方程。將其融入到蒙特卡洛算法中，實現(xiàn)發(fā)動機做功機構的三維統(tǒng)計公差
哈爾濱工程大學學報 2014年11期2014-06-15
- 旋量理論的變胞機構全構態(tài)動力學模型
150001)?旋量理論的變胞機構全構態(tài)動力學模型劉秀蓮1,2,張校東2(1.黑龍江科技大學 機械工程學院, 哈爾濱 150022; 2.哈爾濱工程大學 機電工程學院, 哈爾濱 150001)為豐富和發(fā)展機構學理論，通過引入切斷鉸，將空間串并聯(lián)機構的運動學分析問題轉化為開鏈機構和局部閉鏈機構的運動學分析子問題，基于旋量理論建立切斷鉸空間機構的運動學和動力學模型。采用旋量理論和Kane方法對五桿兩自由度閉鏈變胞機構的廣義主動力和廣義慣性力進行了計算，并建立切
黑龍江科技大學學報 2013年3期2013-11-04
- 基于旋量理論的機器人誤差建模方法
量簡化公式.現(xiàn)代旋量理論在使用矩陣指數(shù)以及指數(shù)積表示剛體運動的基礎上為開鏈機器人運動學提供了完整的幾何描述［5-7］.Moon［8-9］在可重構機床的精度預測和補償研究中，將傳統(tǒng)矩陣微分方法獲得的機床模塊誤差矩陣等效為誤差旋量，從而應用現(xiàn)代旋量理論的指數(shù)積公式建立了機床的誤差模型.譚月勝［10］通過對指數(shù)積公式中各旋量參數(shù)的微分，得出了一種機械臂末端執(zhí)行器位姿誤差的近似計算公式.本文直接將機器人各關節(jié)旋量誤差看成是一種假想廣義運動副旋量運動的結果，從而與關
哈爾濱工業(yè)大學學報 2010年3期2010-11-16