含約束鏈的并聯4PUS-1RPU機構靜力學與動力學分析.pdf

1、與傳統(tǒng)的串聯機器人機構相比，并聯機器人具有剛度重量比大、承載能力強、誤差不疊加、運動學逆解容易等特點，但也有工作空間小、結構復雜等缺點。相對于具有6自由度的以Stewart機構為代表的并聯機構，含中央約束支鏈的少自由度并聯機構具有結構簡單、解耦容易、適應范圍廣、成本低等優(yōu)點，在近來受到了工業(yè)界和學術界的廣泛關注。
　　本文研究一種含中央約束支鏈的4自由度并聯機構——4PUS/1RPU，首先利用牛頓-歐拉方程推導機構所受外力和機構主

2、動力以及中央支鏈施加的約束力/力矩的關系，得到外力和主動力、約束力/力矩的關系矩陣，分析中央約束支鏈施加給動平臺的約束力/力矩應滿足的幾何約束，以4PUS/1RPU機構為例，得到了機構在給定位姿下外力和主動力、約束力/力矩具體的關系矩陣，最后分析了機構在外力變化下主動力、約束力/力矩的變化情況，繪制出仿真曲線。
　　本文介紹了并聯機構力/力矩工作空間的定義，即機構在固定姿態(tài)工作空間下各點處最小-最大承載力/力矩。分析了機構在幾何約

3、束條件下的固定姿態(tài)工作空間，利用數值分析法分析機構在給定承載力矩下的最小-最大承載力工作空間和給定承載力下的最小-最大承載力矩工作空間，利用MATLAB仿真了力/力矩工作空間。
　　應用虛功原理建立了并聯機床的剛體動力學模型，求解了機構的動力學逆問題，即在已知運動的情況下求出驅動力。利用MATLAB編程仿真了機構在做固定姿態(tài)平動時驅動力的變化情況和固定位置轉動時的驅動力變化情況，為這種機構動力學特性的深入分析和控制算法研究、結構優(yōu)