一類可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與運動學(xué)分析.pdf

1、隨著科技的飛速發(fā)展及現(xiàn)代生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)C構(gòu)多功能性、適應(yīng)性的要求，可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計與分析成為了近年來機構(gòu)及機器人學(xué)領(lǐng)域研究的熱點問題。本文在可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動學(xué)分析方面展開研究，得到了一類新型的可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)，并針對現(xiàn)代加工生產(chǎn)中的多任務(wù)要求，進行了可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)的設(shè)計及分析。
　　針對目前存在的可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型少、驅(qū)動方案不理想的問題，提出了一種可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計的新方法。將具有奇異特性的閉鏈與固定自由度串聯(lián)

2、支鏈相結(jié)合，用于混聯(lián)支鏈和并聯(lián)機構(gòu)的設(shè)計。利用閉鏈的奇異特性，實現(xiàn)混聯(lián)支鏈的結(jié)構(gòu)及運動變化，從而完成整體并聯(lián)機構(gòu)的重構(gòu)及自由度變化。通過預(yù)設(shè)混聯(lián)支鏈的運動特性，確定了可用的固定自由度串聯(lián)支鏈可能的一種運動情況一兩個轉(zhuǎn)動運動和兩個移動運動，并通過李群理論對能提供這種運動的串聯(lián)支鏈進行了結(jié)構(gòu)綜合和列舉。
　　在利用閉鏈的約束奇異特性方面，采用三種已有的運動分岔閉鏈，并新設(shè)計了一種特殊桿長條件的運動分岔鏈。分別討論了利用這四種閉鏈進行可

3、重構(gòu)混聯(lián)支鏈、并聯(lián)機構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足的幾何條件，給出了相應(yīng)的設(shè)計結(jié)果，得到的可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)能執(zhí)行四種不同的三自由度操作模式。分析了一種可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)的運動解耦性，并通過運動仿真驗證了機構(gòu)的可重構(gòu)特性。而在利用閉鏈支鏈奇異特性方面，提出了四種平面變胞機構(gòu)，同樣用于可重構(gòu)混聯(lián)支鏈、并聯(lián)機構(gòu)的設(shè)計，得到了一系列具有廣泛自由度變化范圍的可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)，能執(zhí)行自由度數(shù)目在三到六之間的十種操作模式。得到的可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)的所有驅(qū)動都能布置在機架上，確保了

4、機構(gòu)具有良好的動力學(xué)性能。
　　在平面菱形機構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的運動分岔多環(huán)閉鏈，并與串聯(lián)支鏈結(jié)合，得到了可重構(gòu)混聯(lián)支鏈和并聯(lián)機構(gòu)的設(shè)計。對一種平面型的可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)進行了運動學(xué)及剛度分析，并與相應(yīng)的固定自由度并聯(lián)機構(gòu)進行對比。揭示了可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)除變自由度能力外，在運動學(xué)及性能指標(biāo)方面的優(yōu)勢。
　　針對現(xiàn)代加工生產(chǎn)中的多任務(wù)要求，提出了具有四種操作模式的可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)。建立了可重構(gòu)并聯(lián)機構(gòu)統(tǒng)一的位置分析模型和完整的