周　鑫　许允斗　姚建涛　郑魁敬　赵永生

1.燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室，秦皇岛，0660042.燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室，秦皇岛，066004



5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床弹性动力学分析

周鑫1,2许允斗1,2姚建涛1,2郑魁敬1,2赵永生1,2

1.燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室，秦皇岛，0660042.燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室，秦皇岛，066004

结合有限元法和子结构法建立了5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床的弹性动力学模型。首先，将系统划分为不同的子结构，根据空间柔性梁理论求出单元动力学方程，根据关节特点将各个梁单元组装成各个驱动分支；根据分支与动平台的运动学/动力学约束，将各个分支进行装配，从而得到系统动力学方程。以5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床作为算例，求出其动平台中心的动态响应特性。通过比较5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床及5-UPS/PRPU非冗余驱动并联机床动平台的动态响应，可以得到结论：冗余驱动可以明显改善该机床弹性动力学特性，从而减小因弹性变形引起的误差。研究结果为结构设计人员进行结构设计及优化提供可靠的依据。

并联机床；冗余驱动； 弹性动力学；动态特性比较

0　引言

并联机器人具有刚度高、承载能力强以及模块化程度高[1-3]等特点，广泛应用于航空航天、国防军事等领域。然而，由于并联机器人的工作空间小、容易产生奇异位型等缺点，在实际生产中往往通过引入冗余驱动的概念去解决这些问题。……