王学雷 张 宾 徐松兵 李传军 吴泰羽 张春龙

(中国农业大学工学院， 北京 100083)

引言

并联机构具有结构简单、刚度大、承载能力大、误差小、动态响应性能好等优点而受到人们的青睐。但因其工作空间小、灵活性差等缺点而难以拓展到更为广阔的应用领域[1-4]。

传统生产线上的工业机器人多采用串联结构形式，这种拓扑结构决定了机器人在工作范围和姿态调整上具有较高的灵活性和柔性，但该种形式的机器人多采用悬臂梁式结构形式，冗长的悬臂结构使得机器人刚度差、负载能力和动态特性相当有限，且各关节的运动误差逐步累积并被放大，末端执行器很难达到较高的运动精度[5-8]。

混联机构结合串联机构和并联机构的优点，弥补了两者的不足而成为机构学领域的研究焦点[9-12]，最为典型的代表是瑞典NEUMANN博士发明的Tricept机器人[13]。国内学者也对五自由度混联机构进行了广泛研究，HUANG等[14-16 ]提出了TriVariant以及3SPR-RR五自由度混联机构，张东胜等[17]提出了2SPR/UPR-RP五自由度混联机构，上述混联机构分别以具有两转一移的并联机构2UPS/UP、3SPR以及2SPR/UPR为基础，串联一个具有两自由度摆头的串联机构组成；王书森等[18]提出了一种以四自由度并联机构2RPU/2UPS为主体，辅以一具有移动功能的直线导轨组成的五自由度混联机构，上述五自由度混联机构在实际生产中有着广泛的应用。

螺旋线为空间圆弧和与该圆弧平面垂直的直线运动的合成，相比直线插补算法，圆弧插补算法复杂得多，其中传统空间圆弧插补算法计算繁琐，工作量大[19-20]，因此对空间圆弧插补算法的研究极其重要。……