冗余驅(qū)動并聯(lián)機構運動-力傳遞性能評價與優(yōu)化設計.pdf

1、本文基于螺旋理論，針對冗余驅(qū)動并聯(lián)機構建立運動/力傳遞性能的通用評價體系，提出新的全局指標，以此指導此類機構尺寸綜合設計和構型優(yōu)選。主要內(nèi)容如下：
　　(1)基于螺旋理論，簡要介紹以瞬時功為核心的運動/力傳遞以及現(xiàn)有的針對非冗余驅(qū)動并聯(lián)機構內(nèi)部運動/力傳遞特性分析與評價；
　　(2)通過依次鎖定若干個驅(qū)動分支的方式，將一般冗余驅(qū)動并聯(lián)機構分解為單自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機構，從而構建一種針對冗余驅(qū)動并聯(lián)機構的運動/力傳遞性能的通用

2、評價流程和全局新指標。新指標具有無量綱性，與坐標無關。以典型3RPS機構及其衍生冗余驅(qū)動并聯(lián)機構為例，驗證其有效性和通用性。
　　(3)以攪拌摩擦焊為工程背景，對應用于此環(huán)境下的攪拌摩擦焊機床的主體部件2UPR-2RPU機構進行自由度分析、運動學分析和奇異分析。自由度分析顯示，該機構具有兩個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度。采用封閉矢量法求解了機構的逆運動學，采用數(shù)值計算求解機構正運動學，對機構進行了速度分析并建立了雅可比矩陣。依據(jù)此矩

3、陣進行的奇異性分析顯示，該機構不存在正運動學奇異或混合奇異，僅存在逆運動學奇異，且很容易避免，體現(xiàn)了冗余驅(qū)動并聯(lián)機構在擴大工作空間，消除奇異方面的優(yōu)越性。
　　(4)基于各向同性原理，將雅可比矩陣齊次化，并對其求解條件數(shù)，進而獲得機構靈巧度指標GCI。對比了幾種情況下具有各向同性位形和不具有各向同性機構的條件數(shù)指標分布。綜合考慮桿長干涉、機構占地、轉(zhuǎn)角限制等要素，將GCI用于性能評價和機構優(yōu)化設計，達到預期效果。
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