三自由度和四自由度并聯機構的奇異性研究.pdf

1、并聯機構有剛度大，承載能力強，累積誤差小，控制精度高等優(yōu)點而逐步應用在航空航天，工業(yè)機器人等領域。隨著越來越多的應用，并聯機構奇異位形對它的運動，受力，控制以及精度等方面性能的影響，引起了眾多國內外學者的關注。因此有必要對并聯機構的奇異性做深入的研究，以減少和消除奇異位形的影響，進一步提高并聯機構的性能，促進并聯機構的實用化和產品化的發(fā)展。本文對目前有良好應用價值的3自由度和4自由度并聯機構的奇異性進行了分析。 分析了五種平面對

2、稱三自由度并聯機構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冗余驅動后，對機構RRR—2RRR，RPR—2RPR，PRR—2PRR，PRP—2RRP和RRP—2RRP的奇異位形進行了討論并比較冗余驅動機構對非冗余機構的奇異性影響。 分析了Tricept并聯機構三種不同驅動形式的奇異性，即驅動器布置在移動副和胡克鉸定動軸線三種情況。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

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運動特性。最后以移動副為主動副的Tricept機構作算例，推導出以θ1，θ2和z為獨立參數的奇異軌跡方程及θ1-θ2-z空間和x-y-z空間的奇異曲面。 對目前四自由度并聯機構中有很好應用價值的同構支鏈H4類機構進行奇異性分析。根據此類機構相似的結構特點，建立兩組靜力學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，平臺奇異和驅動