朱小蓉 李世杰 周宇东 沈惠平

(常州大学机械工程学院, 常州 213164)

0 引言

并联机构由于刚度大、承载能力强、精度高、自重负荷比小以及结构紧凑等优势，可应用于装配、虚拟轴机床、飞行模拟器和医用机器人等领域，但并联机构也存在工作空间小、耦合性强、轨迹规划和控制复杂等缺点。随着对并联机构构型研究的深入和工程实际应用的需要，具有高性能的并联机构的设计越来越受到重视。近年来，在并联机构的支链结构中引入闭合回路，或者以闭合回路为基础进行并联机构的设计，已成为提升并联机构性能的有效手段之一[1-11]。

目前，在支链中引入闭合回路的研究主要包括：①引入单自由度平行四边形回路，增加机构的刚度和承载力。如Delta机构[1]、H4[2]、I4[3]、Par4[4]、X4[5]等并联机构，每条支链中都含有一个平行四边形铰链；刘辛军[6]提出一种含3个平行四边形回路的6自由度并联机构，研究表明机构的刚度和灵巧度有明显提高。②引入多自由度的闭合回路形成冗余驱动，提升机构的刚度性能和承载性能。文献[7-10]提出了将2自由度的平面五杆闭环结构引入支链构成冗余机构，该方法与直接引入冗余支链作用于动平台相比，不仅具有更好的结构紧凑性和力学性能，而且增加了线速度和角速度的灵巧性[10]。③利用闭合回路的变尺度特性、奇异特性构成可重构机构。YE等[11]根据闭合回路驱动单元特性综合出一类可适时切换不同操作模式的可重构并联机构。

在理论研究方面，沈惠平等[12]提出了一种基于混合单开链的弱耦合并联机器人机构的设计方法；……