含串聯(lián)輸入支鏈2UPS-RPU并聯(lián)機械手尺度綜合.pdf

1、并聯(lián)機構(gòu)與串聯(lián)機構(gòu)相比以其結(jié)構(gòu)緊湊、精度高、動態(tài)性能好、誤差累積低等特點而得到越來越廣闊的應用。少自由度并聯(lián)機構(gòu)更是吸引了大量的學者的關(guān)注。本文以馮志友教授提出的含串聯(lián)輸入支鏈2UPS-RPU并聯(lián)機構(gòu)為研究對象，對其逆運動學、參考點的工作空間、奇異性和尺度綜合等進行深入的研究。主要內(nèi)容包括：
　　 ⑴建立了2UPS-RPU并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖，分析其拓撲結(jié)構(gòu)。對動平臺的位姿進行了詳盡的描述，以及利用Kutzbach-Grubler

2、法計算了機構(gòu)的自由度。利用機構(gòu)的閉環(huán)約束方程推導出位置逆解模型以及速度映射模型。
　　 ⑵給出了2UPS-RPU并聯(lián)機構(gòu)工作空間的具體定義，以位置逆解為基礎(chǔ)，然后依據(jù)桿長的極限、鉸鏈的極限轉(zhuǎn)角和連桿干涉等影響工作空間的因素確立了約束條件。給出了2UPS-RPU并聯(lián)機構(gòu)的具體仿真實例。分析了影響工作空間的各個因素，并得出相應的結(jié)論。
　　 ⑶介紹了螺旋系與反螺旋系的概念，建立了2UPS-RPU并聯(lián)機構(gòu)的完整雅克比矩陣，當運

3、動子矩陣或者完整雅克比矩陣發(fā)生降秩但約束子矩陣滿秩時機構(gòu)會發(fā)生結(jié)構(gòu)奇異，當約束子矩陣降秩時機構(gòu)會出現(xiàn)約束奇異，因此根據(jù)2UPS-RPU并聯(lián)機構(gòu)的完整雅克比矩陣可知，該機構(gòu)僅存在結(jié)構(gòu)奇異而不存在約束奇異的情況。
　　 ⑷利用閉環(huán)矢量法求解出2UPS-RPU并聯(lián)機構(gòu)的雅克比矩陣，在此基礎(chǔ)上提出設(shè)計變量、約束條件和評價指標參數(shù)。2UPS-RPU并聯(lián)機構(gòu)的尺度綜合問題在理論上可歸結(jié)為一類有約束非線性規(guī)劃問題。然后給出一實例來闡釋上述尺度