并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)器人具有剛度大，精度高，運(yùn)動(dòng)慣性小等優(yōu)點(diǎn)，目前在工業(yè)領(lǐng)域已得到較為廣泛的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外也有眾多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行深入研究。隨著對(duì)并聯(lián)機(jī)器人研究的進(jìn)一步廣泛和深入，迫切需要綜合出功能多樣，性能優(yōu)良的并聯(lián)機(jī)構(gòu)來(lái)滿足實(shí)際的需要，因此對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型的創(chuàng)新綜合越來(lái)越成為擺在面前的重要問(wèn)題。型綜合產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)需要計(jì)算其自由度來(lái)檢驗(yàn)其正確性，確定機(jī)構(gòu)主動(dòng)件數(shù)，而由于一些并聯(lián)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，現(xiàn)有的空間自由度計(jì)算方法尚沒(méi)有理想的理論得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

2、　　 針對(duì)上述兩個(gè)問(wèn)題，本文對(duì)螺旋理論進(jìn)行研究，應(yīng)用螺旋理論作空間機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析比較方便，可以用一個(gè)螺旋表示剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)，其反螺旋表示剛體力學(xué)中的力或力偶。經(jīng)分析獲得一種求解并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度的新方法——螺旋約束法。第一次發(fā)現(xiàn)可以將機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算轉(zhuǎn)化成求解運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的自由度，并且拋開(kāi)了對(duì)公共約束數(shù)及虛約束的計(jì)算，無(wú)需人為判斷，具有更高的準(zhǔn)確性。除了能求出自由度數(shù)，還能同時(shí)求出運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的自由度性質(zhì)，由于并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是其

3、輸出構(gòu)件，因此對(duì)了解機(jī)構(gòu)的性能提供了方便。
　　 應(yīng)用螺旋理論本文還提出了一種并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)創(chuàng)新的方法——約束反求法。這種方法由已知運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)特性求各支鏈對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的約束，再由支鏈的約束求解各支鏈運(yùn)動(dòng)類型，從而確定各支鏈的運(yùn)動(dòng)副組成。本文提出的并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算的螺旋約束法與機(jī)構(gòu)創(chuàng)新的約束反求法實(shí)際上互為逆反，即自由度計(jì)算方法是由機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈求約束螺旋，而創(chuàng)新方法是由約束確定運(yùn)動(dòng)鏈，因此形成機(jī)構(gòu)的過(guò)程更簡(jiǎn)單，效率更高。