無匯交軸線三自由度并聯(lián)轉(zhuǎn)動平臺的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構(gòu)一般稱為球面并聯(lián)機構(gòu)，這類機構(gòu)的轉(zhuǎn)動中心往往是多個轉(zhuǎn)動副軸線的匯交點，這種嚴格的幾何條件在制造裝配上很難精確實現(xiàn)，在一定程度上制約了機構(gòu)的工程應(yīng)用。本文主要研究一類無匯交軸線的三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構(gòu)，其能夠?qū)崿F(xiàn)空間三維姿態(tài)的變化，在需要進行姿態(tài)控制的場合具有很好的應(yīng)用前景。
　　介紹了一種3-[RPR]RR三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構(gòu)，借助Grassmenn線幾何和螺旋理論，對這類機構(gòu)的自由度性質(zhì)做了深入的分析。對

2、機構(gòu)進行了反解，得到了機構(gòu)四種對稱的裝配構(gòu)型。從分支運動奇異、平臺約束奇異、驅(qū)動奇異三個方面對機構(gòu)進行了奇異性分析。采用一種修正的歐拉角描述機構(gòu)姿態(tài)，對機構(gòu)轉(zhuǎn)動空間進行了分析。
　　介紹了一種能實現(xiàn)三維轉(zhuǎn)動的3-RPS并聯(lián)機構(gòu)，在僅發(fā)生自轉(zhuǎn)時該機構(gòu)可以等價為一個RPSC空間單環(huán)機構(gòu)。通過對該單環(huán)機構(gòu)進行分析，確定了3-RPS并聯(lián)機構(gòu)自轉(zhuǎn)時會發(fā)生的一類特殊驅(qū)動奇異。通過分析發(fā)現(xiàn)，這種單環(huán)機構(gòu)動平臺所能實現(xiàn)的運動其實是VDM運動(ve

3、rtical Darboux motion)。由于具有相同的運動和約束特性，本文所研究的這一類無匯交軸線三轉(zhuǎn)并聯(lián)機構(gòu)都能實現(xiàn)這種VDM運動，且在自轉(zhuǎn)過程中均會發(fā)生類似的驅(qū)動奇異。
　　在前面分析的基礎(chǔ)上，提出了一種新型3-PRS三維轉(zhuǎn)動平臺，并對其進行了初步的設(shè)計。得到了該機構(gòu)的位置反解?；诼菪碚摻⒘藱C構(gòu)的完全雅克比矩陣。對機構(gòu)進行了靜力分析，建立了機構(gòu)的剛度矩陣。采用一種數(shù)值方法對該機構(gòu)工作空間內(nèi)的奇異軌跡進行了分析。