一种零耦合度新型球面并联机构的设计、拓扑分析与运动学

发布时间：2021-06-17 07:09

　　基于方位特征方程（POC）的并联机构拓扑结构设计理论,设计了一种结构简单、零耦合度、能实现三转动（3R）的新型球面并联机构。首先,分析计算了该机构的方位特征集（POC）、自由度（DOF）以及耦合度（k）等拓扑特性,发现该机构包含3个零耦合度的基本运动链（BKC）,因此,易求得机构位置正、反解的解析解;然后,根据位置反解公式,计算分析了机构的工作空间;并基于雅可比矩阵,对机构的奇异位形进行了分析。该机构可用作机器人的肩、腕和腰等关节,或用作姿态调整装置。 

【文章来源】：常州大学学报(自然科学版). 2020,32(04)

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

一种零耦合度的球面并联机构

2.1 坐标系的建立及参数标注机构的运动学建模如图2所示,设静平台0为边长为a的正方形,选取静平台0上的O点作为静坐标系的原点,x轴沿OE方向,y轴沿OG方向,z轴沿OO′方向;设动平台1为直角边长为b的等腰直角三角形,动坐标系的原点为动平台1上的O′点,x′轴沿O′A方向,y′轴沿O′C方向,z′轴由右手螺旋法则确定。设3个主动输入分别为DG=l1,DF=l2,AE=l3,OO′=l,CD=d,DC与DH之间的夹角为θ,α,β,γ分别表示为绕x,y,z轴的旋转角。

若h1-h2≠0,则l1g2=l2g1,即[(l1-l2)XC-l1a]sinθ=(l1-l2)ZCcosθ,如果(l1-l2)XC≠l1a且cosθ≠0,则 tan θ= (l 1 -l 2 )Ζ C (l 1 -l 2 )X C -l 1 a ,此时将发生输入奇异。如果l1=l2且sinθ=0,此时机构将发生输入奇异,如图3所示。

【参考文献】：
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本文编号：3234729