并联机构构型综合

科技工作者之家 2020-11-17

并联装置应用十分广泛,如并联操作手、并联机床、运动模拟器、触觉装置、微纳操作手等。构型综合是并联装置创新设计阶段所面临的关键议题之一。

相关问题分析对含五杆闭链的并联机构构型综合问题,—种含五杆闭链的混合驱动六自由度并联机构的正运动学位置求解、工作空间分析、精度设计、实体模型运动仿真及机构杆件干涉分析等问题进行了比较深入的研究。针对平面机构构型创新设计问题,首次提出了机构设计方案的灰色模糊评判方法,并通过实例进行了分析验证。对平面五杆闭环机构的类型、运动性能、拓扑特性等进行了深入分析。通过重点研究5R闭环机构与RPRPR闭环机构在并联机构中的应用,综合出了四种4自由度空间并联机构、两种5自由度空间并联机构和两种6自由度空间并联机构的新构型。对含五杆闭链的混合驱动六自由度并联机构的运动学位置正解进行了求解。根据该六自由度并联机构的几何结构特点运用几何分析和虚拟杆长相结合的方法建立起了其运动学数学模型,将求解并联机构运动学位置正解归结于求解一组具有强耦合性的多元非线性方程组的极值问题。1

研究现状新机构的设计需要对对称并联机构构型进行创新,涉及机构拓扑分析,构型优选和尺度综合等内容。由于并联机构的空间复杂性,目前新机构设计主要依靠经验和手工分析,导致拓扑层面难以完全遍历,构型优选缺乏统一的自动化方法,尺度和结构参数无法同步设计等问题。而且至今尚未有一套对并联机构从拓扑和尺度综合到结构参数设计优化进行计算机自动化实现的理论或程式。

研究意义机构的发明与发展同人类的生产、生活息息相关,它促进着生产力的发展、生产工具的改进和人类生活水平的不断提高。从三国时期诸葛亮的“木牛流马”到捷克作家查培克笔下强壮的“Robot”,无不体现着人类对新技术、新机构的幻想与渴望。并联机构的出现,使得机器人的研究、机床的研究出现了新的热点,弥补了串联机构的不足。由于并联机构结构刚度好、承载能力大、位置精度高等优点,吸引了国内外工程界与学术界的广泛关注,几十年来,人们对并联机构的研究如火如荼,不断致力于新型并联机构的研发。2

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学

科技工作者之家

科技工作者之家APP是专注科技人才,知识分享与人才交流的服务平台。