仇鑫,尤晶晶*,,2,徐帅,叶鹏达,王林康,符周舟

(1.南京林业大学 机械电子工程学院,南京 210037;2.南京航空航天大学 江苏省精密与微细制造技术重点实验室,南京 210016;3.南京林业大学 汽车与交通工程学院,南京 210037)

1965年,英国工程师STEWART在进行飞行模拟器的研究中首次提出一种含6条相同支链的机器人,学者们称其为Stewart并联机器人[1]。与传统的串联机器人相比较,Stewart并联机器人具有结构稳定、承载能力大、累积误差小、精度高等特点[2-3],已广泛应用于运动模拟[4]、医疗机械[5]、六维加速度传感器[6]、力反馈装置[7]等领域,吸引了国内外学者的广泛关注。

然而,由于拓扑构型的复杂性以及多输入、多输出量的强耦合性[8],传统Stewart并联机器人实时反馈控制一般很难实现,这限制了执行器的工作精度和效率,严重影响了进一步的推广应用。目前,大多数六自由度并联机器人都是在该构型的基础上派生出的,被称之为Stewart衍生型并联机器人[9-11],这类并联机器人的拓扑构型和结构模型的设计一直是现代机构学的热点和难点问题之一。

在并联机器人拓扑构型设计过程中,耦合度是衡量其拓扑性能的重要指标,反映了机构运动学性能[12]。耦合度的大小影响着并联机器人运动学求解的难易程度,许多学者对此进行了探索研究。Magdy等[13]提出一种结构对称并且可以完全解耦的新型平移并联机构;沈惠平等[14]以6-SPS并联机构为研究对象,探讨了正向运动学求解难易程度与耦合度指标之间的关系,研究发……