三自由度和四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異性研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)構(gòu)有剛度大，承載能力強(qiáng)，累積誤差小，控制精度高等優(yōu)點(diǎn)而逐步應(yīng)用在航空航天，工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域。隨著越來越多的應(yīng)用，并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形對(duì)它的運(yùn)動(dòng)，受力，控制以及精度等方面性能的影響，引起了眾多國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。因此有必要對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異性做深入的研究，以減少和消除奇異位形的影響，進(jìn)一步提高并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能，促進(jìn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的實(shí)用化和產(chǎn)品化的發(fā)展。本文對(duì)目前有良好應(yīng)用價(jià)值的3自由度和4自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異性進(jìn)行了分析。 分析了五種平面對(duì)

2、稱三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)3—RRR，3—RPR，3—PRR，3—PRP和3—RRP的奇異性，并在它們支鏈增加一個(gè)冗余驅(qū)動(dòng)后，對(duì)機(jī)構(gòu)RRR—2RRR，RPR—2RPR，PRR—2PRR，PRP—2RRP和RRP—2RRP的奇異位形進(jìn)行了討論并比較冗余驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)非冗余機(jī)構(gòu)的奇異性影響。 分析了Tricept并聯(lián)機(jī)構(gòu)三種不同驅(qū)動(dòng)形式的奇異性，即驅(qū)動(dòng)器布置在移動(dòng)副和胡克鉸定動(dòng)軸線三種情況。利用螺旋理論得到三種不同情況下的完整雅克比矩陣，然后結(jié)

3、合線幾何理論判斷了它們奇異發(fā)生條件，并討論了所有可能的奇異性類型及奇異位形處的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)特性。最后以移動(dòng)副為主動(dòng)副的Tricept機(jī)構(gòu)作算例，推導(dǎo)出以θ1，θ2和z為獨(dú)立參數(shù)的奇異軌跡方程及θ1-θ2-z空間和x-y-z空間的奇異曲面。 對(duì)目前四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)中有很好應(yīng)用價(jià)值的同構(gòu)支鏈H4類機(jī)構(gòu)進(jìn)行奇異性分析。根據(jù)此類機(jī)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立兩組靜力學(xué)平衡方程得到的它們通用的完整力雅克比矩陣，并分析了它們的支鏈奇異，平臺(tái)奇異和驅(qū)動(dòng)