并聯(lián)機器人機構(gòu)的數(shù)綜合與型綜合方法.pdf

1、并聯(lián)機構(gòu)的型綜合一直是近幾十年來國際機器人與機構(gòu)領(lǐng)域關(guān)注的熱點。研究并聯(lián)機構(gòu)的型綜合，有很大的理論意義和實踐意義，不僅對推動并聯(lián)機構(gòu)的理論發(fā)展有很大作用，而且可以縮短基于并聯(lián)機構(gòu)的機械產(chǎn)品的設(shè)計周期，可以降低設(shè)計成本，并聯(lián)機構(gòu)的應(yīng)用也將更加廣泛。并聯(lián)機器人機構(gòu)的型綜合方法應(yīng)當(dāng)從設(shè)計的角度出發(fā)，提供了一套并聯(lián)機器人機構(gòu)從無到有的設(shè)計思路。本文就基于GF集的并聯(lián)機器人機構(gòu)型綜合方法展開了研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　1)提出了并聯(lián)機構(gòu)

2、型綜合的基本框架，揭示了并聯(lián)機構(gòu)的型綜合這一科學(xué)問題的本質(zhì)，明確了型綜合的目標(biāo)和內(nèi)容，為不同的型綜合方法提供了可以交流的平臺。
　　2)提出了機器人機構(gòu)末端轉(zhuǎn)動特征任意可轉(zhuǎn)性條件定理，建立了轉(zhuǎn)動特征完整性的概念，針對性地描述運動特征的軸線布置規(guī)律?；诖藬U展了GF集的分類。7種第一類 GF集用來表達機構(gòu)末端具有全完整性的機構(gòu)，14種第二類GF集用來表達末端具有非完整性的機構(gòu)，4種第三類GF集用來表達末端具有部分完整性的機構(gòu)。三類G

3、F集對運動特征的順序及完整性有了明確清晰的描述。
　　3)提出了機器人機構(gòu)末端約束集的概念和分類，建立了機器人機構(gòu)末端特征GF集與約束集的對應(yīng)關(guān)系，完善了機器人機構(gòu)的型指標(biāo)體系。
　　4)建立了并聯(lián)機構(gòu)的數(shù)綜合模型，提出了數(shù)綜合公式?？梢愿鶕?jù)末端特征維數(shù)、過約束數(shù)目、冗余驅(qū)動數(shù)目、支鏈數(shù)目、消極自由度數(shù)目、局部自由度數(shù)目、單條支鏈內(nèi)的最大或最小驅(qū)動數(shù)目以及單條支鏈內(nèi)的最大或最小約束數(shù)目等在內(nèi)的結(jié)構(gòu)參數(shù)要求進行數(shù)綜合，得到支鏈

4、數(shù)目與每條支鏈內(nèi)約束和驅(qū)動數(shù)目的組合解。
　　5)提出了GF集的求交算法和分解算法，建立了25種GF集的相互求交法則和分解法則。既可以由并聯(lián)機器人機構(gòu)的支鏈特征求交得到末端特征，也可以由給定的GF集設(shè)計要求分解得到各條支鏈的GF集特征。
　　6)研究了具有指定GF集特征的支鏈設(shè)計，提出了用運動副替代進行支鏈設(shè)計的方法。介紹了由單自由度運動副構(gòu)成的原始支鏈，并總結(jié)了各種GF集對應(yīng)的原始支鏈。根據(jù)提出的支鏈設(shè)計的程序化方法，得到