随磊　贺政军、山西中北大学　、湖北红林探控有限公司

基于SolidWorks的3-RPR球面机构的工作空间研究

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1、山西中北大学2、湖北红林探控有限公司

本文利用SolidWorks对3-RPR球面并联机构建模，根据该模型对影响该机构工作空间的因素进行分析，然后添加相应的约束和驱动，利用SolidWorks的算例分析功能对机构的运动轨迹进行仿真并记录轨迹数据，最后将得到的数据利用MATLAB编程绘制机构的工作空间三维图。

球面并联机构；工作空间；SolidWorks算例分析；MATLAB

引言

球面并联机构是一种特殊的空间并联机构，在工程上具有重要的应用价值。在宇航、医疗、机械等部门具有广阔的应用前景，如用作机器人的腕、髋、肩关节，卫星定向装置，机械加工的回转工作台［1］与零件定位装置等。球面并联机构的运动特点是：其末端执行器上的所有点都绕着一个固定点做距离不变的转动，即所有点的轨迹都在一个固定的球面上。基于该机构的运动特点，可利用其设计一种特殊的加工机械，用于球面上的加工、雕刻或者加工成球面。工作空间是指机构操作末端执行器或参考点所能达到的工作区域，它的大小是衡量机构性能的重要指标［2］。本文研究3-RPR球面并联机构的工作空间，找出执行机构的工作区域，为机构在工程上的应用提供理论支持。

1　模型建立

一般的空间机构都是由固定平台、动平台（末端执行器）和多个支链构成。本文提出的3-RPR球面并联机构是由1个三角形的固定平台、类似于球面的动平台、3条完全对称的支链组成，用SolidWorks做出的三维模型如图1所示。……