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H形并联机构反向动力学分析及验证*

2021-04-25杨继东胡晓岗杨中山朵为鑫

传感器与微系统 2021年4期

杨继东,胡晓岗,杨中山,朵为鑫

(重庆大学 机械工程学院,重庆 400044)

0 引 言

并联机构因其在承载力、精度、刚度等方面表现出的优异特性,在国际上已得到了广泛关注和实际应用[1,2]。典型的代表有Steward平台[3]、DELTA机构[4]及其变异形式等。

相对于6自由度并联机构,少自由度并联机构具有结构简单、运动学解简单、成本低、控制较为容易等特点,因此少自由度并联机构已成为机构学和机器人领域关注的焦点[5~8]。并联机构的运动学和动力学分析是评定并联机构综合性能必不可少的一部分,国内外学者对各类型并联机器人的运动学和动力学进行了大量的研究[9~13]。高兆康等人[9]用Adams与ANSYS对一种微运动柔性并联平台进行了仿真分析与设计,为实现并联平台的结构最优化提供了依据;陈斌等人[10]对一类2转动自由度n—4R并联指向机构的运动学进行了分析,研究了该并联指向机构的各向同性;吴超宇等人[11]对一种3自由度直线驱动型并联机器人进行了运动学模型建立,并利用虚功原理建立了动力学模型;张利敏等人[12]研究了一种二平动自由度高速并联机械手的动力尺度综合方法,实现了机构尺度参数的优化设计。动力学常用的方法是牛顿—欧拉法、拉格朗日法、虚功原理法、Hamilton 法等。

本文利用叠加法对该并联机构的运动学进行了分析,发现与多数少自由度并联机构相比,本文所研究的并联机构工作空间广阔,且在其工作空间内没有奇异位形,机构展现了良好的各向同性。……

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