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具有耦合分支的两转动两移动并联机构分析与优化

2021-07-30温如凤方跃法

农业机械学报 2021年7期

温如凤 方跃法 叶 伟

(1.北京交通大学机械与电子控制工程学院, 北京 100044; 2.山东管理学院智能工程学院, 济南 250357;3.浙江理工大学机械与自动控制学院, 杭州 310018)

0 引言

传统并联机构的动平台通过两条以上分支与基座相连,具有多闭环结构。这类机构具有刚度好、负载能力强、操作速度快等优点,在分拣、运动模拟等领域得到了成功应用。但是,传统的并联机构中各分支独立支撑动平台,容易产生奇异位形、刚度退化等问题[1]。为此,学者们在并联机构的分支间添加耦合分支,提出了广义并联机构的概念[2]。

相较于传统并联机构,具有耦合分支的广义并联机构在刚度、精度等方面更具优势[3-4]。TIAN等[4]结合拓扑图与螺旋理论提出了一种系统的综合方法,用于含耦合分支并联机构的构型综合。DING等[5-6]设计了一类具有耦合分支的双层双闭环空间机构。刘婧芳等[7]在3-(RRR)RR并联机构上添加耦合分支,得到了一类三移动自由度空间多环耦合机构。SHEN等[8]对并联机构的分支进行拆分组合,设计了一类多环耦合六自由度机构。

在众多少自由度机构中,动平台输出两转动两移动运动(2R2T)的机构一直被广泛关注。这类机构在加工机械[9-10]、农业机械[11]、医疗手术器械[12]等领域具有潜在的应用前景。YE等[13]设计了一类具有对称分支结构的2R2T并联机构。WANG等[14]采用铰接动平台设计了一类大转动工作空间的2R2T并联机构,并进行了性能分析。张彦斌等[15]基于螺旋理论设计了一类具有运动解耦特点的2R2T并联机构。……

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