一種新型混聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與性能研究.pdf

1、混聯(lián)機(jī)構(gòu)集串聯(lián)機(jī)構(gòu)與并聯(lián)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)于一身，能夠適應(yīng)更高要求的生產(chǎn)活動。本文設(shè)計(jì)了一種具有大工作空間、高靈活性的串-并混聯(lián)機(jī)構(gòu)，并對該混聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了構(gòu)型、運(yùn)動學(xué)、工作空間及運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)仿真研究。
　　首先，提出了一種新型混聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型。該混聯(lián)機(jī)構(gòu)由一個3-UPT并聯(lián)機(jī)構(gòu)和一個2-DOF轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成。2自由度轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)串聯(lián)在3-UPT并聯(lián)機(jī)構(gòu)的定平臺與機(jī)架之間。構(gòu)成的新型混聯(lián)機(jī)構(gòu)具有大工作空間和高靈活性。分別利用Kutzbach-

2、Grübler公式和螺旋理論對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行了自由度分析。
　　其次，推導(dǎo)了該混聯(lián)機(jī)構(gòu)位置解的表達(dá)式。采用閉環(huán)矢量法分析了3-UPT并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位置正逆解，利用D-H法分析了2-DOF轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的位置正反解，分別得到兩個機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)矩陣。最后，將兩個機(jī)構(gòu)的位置正反解集成，得到了混聯(lián)機(jī)構(gòu)的整體位置解以及混聯(lián)機(jī)構(gòu)的齊次旋轉(zhuǎn)變換矩陣。
　　然后，進(jìn)行了混聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間的研究。采用基于運(yùn)動/力傳遞性能指標(biāo)對3-UPT并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化，得