秦友蕾,曹毅,陈海,曹浩峰

(1.江南大学机械工程学院,214122,江苏无锡;2.上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室, 200240,上海;3.江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,214122,江苏无锡)



两移动三转动完全解耦混联机器人机构型综合

秦友蕾1,3,曹毅1,2,3,陈海1,3,曹浩峰1,3

(1.江南大学机械工程学院,214122,江苏无锡;2.上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室, 200240,上海;3.江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,214122,江苏无锡)

为综合得到两移动三转动(2T3R)完全解耦混联机器人机构,基于GF集理论提出了一种简单而有效的解耦混联机构型综合方法,并且给出了完全解耦混联机构型综合的具体设计步骤。首先分析了GF集的运算法则;接着通过GF集元素组合公式和混联机构数综合方程构造了混联拓扑结构,并结合机构输入运动副选择原则和解耦分支设计准则,确保了混联机构运动的解耦性;然后根据该构型综合方法,完成了完全解耦2T3R五自由度混联机构的型综合过程。运用该型综合方法,得到了构成2T3R解耦混联机构各模块单元的组合形式,再以其中一种组合形式为例,综合出了2T3R五自由度完全解耦混联机构,并得到了大量新构型。针对该完全解耦混联机构,求解了机构位置的正解解析表达式,推导出了机构的雅可比矩阵,进而依据此雅可比矩阵表达式,验证了混联机构的完全解耦特性,进一步证明了该构型方法的正确性。基于GF集的完全解耦混联机构型综合方法可用于具有确定运动特征的解耦串联、并联以及混联机构的构型设计。……