一類可重構并聯(lián)機構的結構設計方法與運動學分析.pdf

1、隨著科技的飛速發(fā)展及現(xiàn)代生產領域對機構多功能性、適應性的要求，可重構并聯(lián)機構的構型設計與分析成為了近年來機構及機器人學領域研究的熱點問題。本文在可重構并聯(lián)機構結構設計及運動學分析方面展開研究，得到了一類新型的可重構并聯(lián)機構，并針對現(xiàn)代加工生產中的多任務要求，進行了可重構并聯(lián)機構的設計及分析。
　　針對目前存在的可重構并聯(lián)機構構型少、驅動方案不理想的問題，提出了一種可重構并聯(lián)機構結構設計的新方法。將具有奇異特性的閉鏈與固定自由度串聯(lián)

2、支鏈相結合，用于混聯(lián)支鏈和并聯(lián)機構的設計。利用閉鏈的奇異特性，實現(xiàn)混聯(lián)支鏈的結構及運動變化，從而完成整體并聯(lián)機構的重構及自由度變化。通過預設混聯(lián)支鏈的運動特性，確定了可用的固定自由度串聯(lián)支鏈可能的一種運動情況一兩個轉動運動和兩個移動運動，并通過李群理論對能提供這種運動的串聯(lián)支鏈進行了結構綜合和列舉。
　　在利用閉鏈的約束奇異特性方面，采用三種已有的運動分岔閉鏈，并新設計了一種特殊桿長條件的運動分岔鏈。分別討論了利用這四種閉鏈進行可

3、重構混聯(lián)支鏈、并聯(lián)機構設計應滿足的幾何條件，給出了相應的設計結果，得到的可重構并聯(lián)機構能執(zhí)行四種不同的三自由度操作模式。分析了一種可重構并聯(lián)機構的運動解耦性，并通過運動仿真驗證了機構的可重構特性。而在利用閉鏈支鏈奇異特性方面，提出了四種平面變胞機構，同樣用于可重構混聯(lián)支鏈、并聯(lián)機構的設計，得到了一系列具有廣泛自由度變化范圍的可重構并聯(lián)機構，能執(zhí)行自由度數(shù)目在三到六之間的十種操作模式。得到的可重構并聯(lián)機構的所有驅動都能布置在機架上，確保了

4、機構具有良好的動力學性能。
　　在平面菱形機構的基礎上，提出了一種新型的運動分岔多環(huán)閉鏈，并與串聯(lián)支鏈結合，得到了可重構混聯(lián)支鏈和并聯(lián)機構的設計。對一種平面型的可重構并聯(lián)機構進行了運動學及剛度分析，并與相應的固定自由度并聯(lián)機構進行對比。揭示了可重構并聯(lián)機構除變自由度能力外，在運動學及性能指標方面的優(yōu)勢。
　　針對現(xiàn)代加工生產中的多任務要求，提出了具有四種操作模式的可重構并聯(lián)機構。建立了可重構并聯(lián)機構統(tǒng)一的位置分析模型和完整的