2（2-UPR+RPU）串并混联机构的位置和工作空间分析

发布时间：2021-12-02 08:57

　　针对目前快递行业所使用的并联机构运动空间较小、应用范围有限的问题,结合串联机构工作空间大、运动灵活等优点,基于2-UPR+RPU少自由度并联机构,提出一种2（2-UPR+RPU）串并联形式的混联机构,并对其进行位置逆解和工作空间分析,以期能够在工业生产中得以应用。首先,在SolidWorks中对该混联机构建模,利用螺旋理论进行分析,得到其自由度;接着,应用连续法求解机构的位置反解;最后,运用CAD变量几何法在SolidWorks进行运动模拟并得到加工点轨迹数据,借助Matlab软件求出其工作空间。2（2-UPR+RPU）混联机构的工作空间范围较之单层并联机构增大很多,形状规则,呈对称分布。2（2-UPR+RPU）混联机构同时兼有串联机构的灵活性和并联机构的高刚度和精度,通过相应的程序控制,可以代替人工工作。 

【文章来源】：机械传动. 2020,44(07)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

机构模型

图1 机构模型下层机构包括中间动平台B、执行端动平台C、3条分支链（结构同上层机构）。连接在中间动平台上的3个连接点（Bi(i=4、5、6））也是圆周均布在中间动平台B上，只是连接点整体相对于上层平台绕着z轴顺时针转动了θ=90°，使得B4所连接的转动副轴线平行于y1轴线，中间动平台上所有连接点的设计分布如图3所示。在执行端平台上设立坐标系O2-x2y2z2,C2、C3连接的转动副轴线平行于x轴线，C1所连接万向节的一条转轴轴线平行于y轴线。

下层机构包括中间动平台B、执行端动平台C、3条分支链（结构同上层机构）。连接在中间动平台上的3个连接点（Bi(i=4、5、6））也是圆周均布在中间动平台B上，只是连接点整体相对于上层平台绕着z轴顺时针转动了θ=90°，使得B4所连接的转动副轴线平行于y1轴线，中间动平台上所有连接点的设计分布如图3所示。在执行端平台上设立坐标系O2-x2y2z2,C2、C3连接的转动副轴线平行于x轴线，C1所连接万向节的一条转轴轴线平行于y轴线。如图1中的机构模型三维图所示，结合转动副与万向节副的转角限制，为能在后续研究中得到机构的最大工作空间，现取定平台A、中间动平台B、执行端平台C的设计半径均相同，即在机构的起始位形姿态时，使得运动副的转角皆为0°。

【参考文献】：
期刊论文
[1]3（3-RPS）并-串联机构及其运动学分析研究[J]. 梁辉,胡同帅,王蕾,杨加礼.  机电工程. 2017(01)
[2]n（3-RPS）混联机构静力学和刚度模型[J]. 胡波,宋春晓,王安东,崔鹤,李博,于晶晶.  燕山大学学报. 2015(05)
[3]2（2-UPR+SPR）串并联机构雅可比矩阵的建立[J]. 胡波,宋春晓,张庆玲,于晶晶.  中国机械工程. 2015(07)
[4]PowerCube模块化机器人工作空间计算[J]. 石磊,许明恒,邓维鑫,刘波.  中国工程机械学报. 2011(01)

博士论文
[1]几种新型并联与混联机构的运动/静力学及刚度研究[D]. 于晶晶.燕山大学 2017

硕士论文
[1]2-UPR-2-RPU冗余驱动并联机器人设计[D]. 柳建飞.浙江理工大学 2017



本文编号：3528122