3-PRC并联机构的运动学性能与仿真*
2021-11-29沙鑫美吕小祥
沈阳工业大学学报 2021年6期
关键词:分析
沙鑫美, 吕小祥
(1. 三江学院 机械与电气工程学院, 南京 210012; 2. 江苏南京热电工程设计院 设计部, 南京 210000)
并联机构是不少于两条的独立支链连接静平台与动平台的闭环系统,具有高稳定性、高精度、高强度和低误差等特点,广泛应用于精密加工与材料科学等领域.并联机构又可分为六自由度、三自由度和二自由度等多种类型.
目前,三自由度的并联机构广泛应用于实际工作场合,且自由度较少,主要由球面、平移和混合等3类并联机构组成.由于三自由度并联机构具有结构简易、承载性较强和误差较小等优点,该并联机构也成为学者研究的重点对象.其中,Yue等[1]参考Delta并联设备的结构,提出了具有三维移动能力的并联微操作机构;高继良等[2]设计与分析了具有对称结构的3-TRT并联机构;Zeng等[3]提出具有三平移输出的Tri-pyramid型并联机器人;吴腾等[4]研究了3-UPU并联机构,同时设计分析了3-UPU的变胞机构.上述研究均是对称型的三平移并联机构,分别具有结构简易、工作空间大、造价低等特点.
为增强并联机构的运动学性能,本文在以往研究[5-8]的基础上,提出3-PRC三平移的并联机构.其中,“3”表示其末端输出自由度,“P”表示prismatic joint,即支链的联接副为移动副;“R”表示rotation joint,即联接副为转动副;“C”表示cylinder joint,即联接副为圆柱副.与以往研究相比,本文3-PRC并联结构主要具备3个优点:1)该机构的动平台输出无转动,且具有3个平移自由度;2)所有支链对称,且各向同性;3)该机构的运动副均是低副,所以其加工精度和承载能……
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