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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