刘晓飞 唐艳华 刘 鑫 李 祺 赵永生

(1.燕山大学并联机器人与机电系统实验室，秦皇岛 066004;2.天津航天机电设备研究所天津市宇航智能装备技术企业重点实验室，天津 300301)

0 引言

相对于串联机构，并联机构具有更高的刚度、承载力和精度[1]，在工业领域得到越来越多的应用。由于存在奇异位形导致有效工作空间较小等原因，使传统并联机构的应用受到限制[2]。冗余驱动并联机构具有可消除奇异位形[3-5]、增大有效工作空间，增加机构的整体刚度与承载力[6]，改善动力学特性[7-8]、消除间隙[9]、优化驱动力分配[10]等优点，因而受到越来越多的关注。

实现并联机构冗余驱动主要有两种方式：①在原有机构上增加冗余驱动支链，或者将原有被动关节替换为主动关节。②在非冗余全驱动并联机构上增加约束支链或关节，以降低原有机构自由度。目前，对增加冗余驱动支链或主动关节的冗余驱动并联机构的相关研究较多[11-20]，而对增加约束支链或关节的研究较少[21-24]。不同的冗余驱动实现方式对并联机构性能的影响不同，对机构进行评价分析、优选出性能良好的构型是冗余驱动并联机构研究的核心问题之一。

并联机构的动力学性能是其重要特性，在结构设计、尺寸优化方面具有重要作用。对传统的并联机构而言，评价其动力学性能的指标主要是条件数与操作度椭球。对冗余驱动并联机构而言，由于速度雅可比矩阵和广义惯性矩阵不再为方阵，使条件数与操作度椭球的评价指标无法直接使用。……