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一种新型半对称三平移一转动(3T1R)并联操作手的运动学研究

2021-03-29孙驰宇沈惠平袁军堂杨廷力

中国机械工程 2021年6期

孙驰宇 沈惠平, 袁军堂 杨廷力

1.南京理工大学机械工程学院,南京,210094 2.常州大学现代机构学研究中心,常州,213016

0 引言

三平移一转动(3T1R)并联操作手在汽车、电子产品的装配及医疗业有着潜在的应用价值,应用前景广阔[1-5]。

石志新等[6]基于方位特征(position and orientation characteristic,POC)集理论,综合并优选了一种新型3T1R并联机构,给出了其运动学正逆解;陈海等[7]基于螺旋理论和独立驱动原则,综合了一类3T1R完全解耦并联机构;史巧硕等[8]基于GF集提出了3T1R并联机构的构型方法,并列举出具有确定运动特征的支链,综合了一类3T1R机构;杨廷力等[9-11]基于方位特征输出矩阵,综合出一系列3T1R并联机器人;刘辛军等[12-13]研制出一台具有单动平台且能实现3T1R输出的X4型并联机构样机。SÉBASTIEN等[14]在H4机构的基础上,提出了一种全新的3T1R并联机构I4,构建了其运动学模型,并给出了样机;OSCAR等[15]基于位移群理论设计了一种满足Schönflies运动的新型3T1R机构,推导出了其位置正逆解,并对其速度及奇异位形进行了分析;KIM等[16]综合出一种具有大工作空间的3T1R并联机构,通过对其工作空间和运动学各向异性进行分析,优化了其工作能力;SÉBASTIEN等[17]提出了一种名为Pantopteron-4的3T1R四自由度解耦并联操作手,对其运动特性及工作空间进行了分析并给出了样机模型。

上述国内外学者研究的3T1R机构中,H4操作手机构的综合性能较为突出,已有较好应用。本文提出的新型2RRPaR+2RSS机构与H4机构相比,拓扑结构更加简单;同时,选取与H4操作手相同的尺寸参数,2RRPaR+2RSS机构的工作空间更大、转动能力更强。……

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