田体先 姜洪洲 何景峰 佟志忠 黄其涛

(哈尔滨工业大学 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨150001)

完全动态各向同性的并联机构意味着其在各自由度方向上的加速度特性完全一致，具有最佳的控制精度与动态响应，是从设计角度解决传统并联机构因本征强耦合特性导致的控制性能变差问题的根本途径.

Asada［1-2］首次对并联机构动态特性进行了量化分析;随后Yoshikawa［3］提出了动力学操作度椭球(DME)的概念，描述了机构在局部位姿下其惯量特性与执行器末端加速度特性的关系，并给出了动力学操作度系数(DMI)的定义，其物理意义为动力学操作度椭球的长短轴比，反映了并联机构的动态各向同性;Ma 等［4-5］则进一步提出了动态条件数(DCI)指标并将其应用于结构优化设计中.

Jiang 等［6］提出了一种基于模态频率的动态各向同性指标，并证明了传统Stewart 并联机构实现完全各向同性时要求负载转动惯量满足条件:Ixx=Iyy且Izz=4Ixx.实质上，Izz=4Ixx这一约束条件在实际中很难满足.

为打破传统Stewart 并联机构对负载的苛刻约束条件，学者们提出了多种广义Stewart 并联机构.如McInroy 等［7-8］提出了一类局部运动各向同性的镜像对称冗余Stewart 并联机构的设计方法;He等［9］对旋转对称冗余Stewart 并联机构的动态各向同性进行了研究;而Jiang 等［10-11］则基于单叶双曲面重新描述Stewart 并联机构，并采用复合单叶双曲面形式构造出具有完全动态各向同性的广义Stewart 并联机构;佟志忠等［12-14］进一步深入分析了基于单叶双曲面广义Stewart 并联机构的力各向同性……