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五自由度并联驱动机构及其位置分辨能力分析

2021-06-30张金柱史汉卿黄庆学

中国机械工程 2021年12期

张金柱 史汉卿 王 涛 黄庆学 姜 力

1.太原理工大学机械与运载工程学院,太原,030024 2.哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室,哈尔滨,150001 3.太原理工大学先进成形与智能装备研究院,太原,030024 4.先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心,太原,030024

0 引言

机构是机械装备的骨架[1-3],是机械装备“形体之美”的决定因素。并联机构作为机构家族的一个重要分支,自20世纪30年代诞生以来,由于其独特的结构、运动及力学特性,极大地促进了装备制造业的发展[4-6]。经过一代代机构学学者的不懈努力,在并联机构的基础上形成了诸多新型的机构簇,如串并混联机构[7-8]、变胞机构[9-11]、折展机构[12-13]、折纸机构[14]等,这些机构簇不仅丰富了机构类型,也扩展了机构的应用领域[5]。

传统并联机构[15-17]具有刚度高、承载能力大、结构紧凑等特性,在一些特定领域[18-21]取得了很好的应用效果,但它在移动加工作业、大型结构件加工等领域应用的过程中逐渐暴露出结构局限性。为弥补传统并联机构的缺陷,许多学者致力于广义并联机构[22]的研究。有别于传统并联机构,这类机构不局限于“动平台与静平台之间并联连接有多条独立运动链”的结构形式。ZENG等[23-24]提出一种具有空间多环运动链的机构型综合方法;DING等[25]提出了具有耦合链的空间机构型综合方法;XIE等[26]提出的新型空间并联机构中的两条支路具有闭环结构,即在平面单闭链的基础上附加转动副作为驱动支链,显著提高了机构的刚度和承载能力。……

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