具有弱耦合无奇异特征的空间移动并联机构及运动学分析*
2021-01-27季晔
组合机床与自动化加工技术 2021年1期
季 晔
(洛阳理工学院机械工程学院,河南 洛阳 471023)
0 引言
并联机构具有刚度大、无累计误差、承载能力强等优点,但其输入、输出关系非线性、强耦合、存在奇异性等诸多不利因素也给机构运动学分析、动力学建模和计算带来困难。因此,解耦或弱耦合且无奇异的并联机构是有利于实时控制的,更易于实际应用。
通过理论推导,得出强耦合非线性方程组解析解往往非常困难,因此一些学者尝试利用机构综合方法,设计输入、输出解耦并联机构。文献[1]提出了一种零耦合度且运动解耦的非对称三平移并联机构,并分析了其运动学特征。文献[2]以螺旋理论为基础,综合出解耦的三平移并联机构的各支链,选取其中三个分支组合得到一种具有全局各向同性的新移动解耦机构。文献[3]基于方位特征方程的并联机构拓扑设计理论与方法,提出一种低耦合三平移并联机构。上述文献中的并联机构易于得到输入、输出关系解析表达式,除了三平移并联机构外,具有转动自由度的解耦或弱耦合的三自由度并联机构也有报道,文献[4]设计了一种可实现两平移一转动输出运动的半对称弱耦合并联机构。文献[5]提出的一种新型低耦合度3T1R非全对称并联机构,并进行了刚度性能分析。文献[6]提出一种无耦合二自由度转动并联机构型综合的系统方法。
输入、输出弱耦合或解耦为并联机构实现高精度位置控制奠定了基础,然而,奇异位形的存在同样会影响机构控制效率。……
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