沈惠平 聂亚彪 李 菊 杨廷力

(常州大学现代机构学研究中心， 常州 213016)

0 引言

实现摆动力和摆动力矩平衡是高速机构设计必须考虑的问题。国内外学者提出了机构摆动力和摆动力矩完全平衡的一些理论和研究方法[1-7]。

BERKOF等[8]提出了线性独立矢量法，并给出了一般平面机构摆动力完全平衡条件的求解步骤；文献[9]提出了质量静替代法，通过对机构各杆件质量的重新分配，实现了一平面四杆机构的摆动力完全平衡；BAGCI[10]通过在机构中附加杆组或子机构的方法，实现了对某些特殊机构的摆动力平衡；文献[11-12]提出了质量矩替代法，通过将机构中所有连枝构件的质量矩均转换为与之相邻的树枝构件的质量矩，推导了所有树枝构件摆动力平衡条件；BRIOT等[13]提出一种基于机构总质心最优控制的方法，求解了高速机械手的摆动力平衡问题，并通过对不同运动轨迹的数值模拟，验证了该方法的有效性；OUYANG等[14-15]提出一种通过调整机构运动学参数使机构总质心静止不动的方法，从而实现其摆动力的完全平衡。CHAUDHARY等[16]以机构摆动力和摆动力矩为目标函数，基于遗传进化算法(GA)得到了一组最优解，并验证了该解的有效性；GENG等[17]在不增加机构整体质量的前提下，通过优化机构总质心轨迹，使机构达到了较好的摆动力平衡效果。上述摆动力完全平衡的方法几乎都是基于解析法导出机构平衡条件，以适应机构运动的任意位置。而有限位置法[18-20]的思路是：如机构在有限个位置(一般为v+f+1，v为独立回路数，f为自由度)上摆动力完全平衡，则机构在任意位置上的摆动力也一定完全平衡。……