廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)可重構(gòu)機(jī)理與耦合特性分析.pdf

1、六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)以其剛度大、精度高、承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。高剛度對于并聯(lián)機(jī)構(gòu)性能具有重要影響，然后各自由度剛度耦合的存在限制了并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度的提高，因此剛度解耦已經(jīng)被學(xué)者們廣泛關(guān)注。從并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度矩陣或雅克比矩陣可知，解耦矩陣是相對一點(diǎn)建立的，稱為解耦中心，當(dāng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行末端遠(yuǎn)離該解耦中心，機(jī)構(gòu)耦合增大，給高精度控制帶來挑戰(zhàn)。因此對于高精度、低耦合的應(yīng)用，設(shè)計(jì)具有剛度解耦性能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有重要意義。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的解耦中心若能

2、適應(yīng)執(zhí)行末端運(yùn)動(dòng)，將能夠保證并聯(lián)機(jī)構(gòu)全域具有較好的低耦合特性。
　　針對從結(jié)構(gòu)角度降低并聯(lián)機(jī)構(gòu)的各自由度剛度耦合，本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　將基于復(fù)合單葉雙曲面構(gòu)造廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)解耦（中位解耦）的研究推廣到基于復(fù)合單葉雙曲面重構(gòu)匹配實(shí)現(xiàn)沿Z軸線解耦或旋轉(zhuǎn)解耦。首先定義了可重構(gòu)廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)，提出了基于復(fù)合單葉雙曲面的互相匹配實(shí)現(xiàn)對廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行解耦重構(gòu)的思想。給出了動(dòng)平臺分別沿Z軸平動(dòng)、繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過支

3、腿鉸點(diǎn)調(diào)整實(shí)現(xiàn)廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)解耦重構(gòu)的解析算法。通過數(shù)值算例和仿真，驗(yàn)證了解耦重構(gòu)算法，并得到了并聯(lián)機(jī)構(gòu)下鉸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡。定性地分析了構(gòu)造參數(shù)對鉸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡以及鉸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)控制中的影響。
　　給出了基于復(fù)合單葉雙曲面參數(shù)對廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)雅可比矩陣條件數(shù)的解析表達(dá)形式；定義了自由度加權(quán)綜合評價(jià)指標(biāo)、耦合度評價(jià)指標(biāo)以及等耦合線的概念，對中位正交（解耦）和正交（解耦）重構(gòu)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的各個(gè)自由度之間的耦合及全域耦合度進(jìn)行了對比分析與評價(jià)；通過對水平截