侯志利 武文革 李瑞琴 秦慧斌

(中北大学机械与动力工程学院， 太原 030051)

变驱动布局5R机构选型设计与实验

侯志利 武文革 李瑞琴 秦慧斌

(中北大学机械与动力工程学院， 太原 030051)

提出了变驱动布局的平面5R机构的选型设计方法，对其进行运动学分析，利用几何法建立了不同驱动位置的工作空间图谱，并提出了跟踪运动轨迹搜索可达工作空间的方法，为纸箱定制封装机构的构型应用提供了优选依据。通过分析纸箱摇盖折合的工艺流程，选择两个驱动电机轴线重合的5R机构，作为摇盖折合的手指机构原型。通过运动仿真提取了驱动电机的运动参数，将拟合的解析函数输入手指机构的控制程序中，经实验验证，实现了纸箱摇盖折合的预期运动轨迹，表明该手指机构运动具有良好的可控性。在此基础上，设计了一种区别于生产线作业的可重构纸箱包装机，通过装置模块结构的重组和控制程序重构，末端执行器的运动输出柔性可控，完成了不同尺寸规格纸箱的包装、胶带十字封装工作。

5R机构； 变驱动布局； 工作空间； 运动可控； 可重构包装机

引言

可重构机构是基于机构的拓扑相似性，利用特定方法，将原有构型转换为一种或几种新构型，完成机构的自重组和重构，以满足不同运动要求，实现一机多用，是当前机构学的研究热点[1-3]。变驱动布局是改变机构驱动电机轴线几何关系的变换方式，是实现并联机构构型创新设计的一种新方法，也是机构实现可重构设计的一种新途径，能综合大量新构型，为构型优选提供依据。……