冗余驅動并聯(lián)機構運動學分析與驅動優(yōu)化研究.pdf

1、由于冗余驅動可以改善并聯(lián)機構的性能，近幾年來得到了國內外很多研究者的關注，但是因為并聯(lián)機構的結構和驅動方式的復雜性，給機構的分析和設計帶來了較大難度，國內外在此領域取得的研究成果相對較少，而對冗余驅動并聯(lián)機構進行更加深入細致的研究，對改善并聯(lián)機構的運動學性能和優(yōu)化并聯(lián)機構的驅動力(或力矩)具有重要的意義。 本文在現有研究的基礎上，選擇應用比較廣泛的平面3自由度并聯(lián)機構和空間3自由度Tricept并聯(lián)機構為研究對象，對并聯(lián)機構設計

2、不同的冗余驅動方式，并進行逆運動學、逆動力學分析以及驅動優(yōu)化研究，為并聯(lián)機構選擇冗余驅動方式和驅動優(yōu)化方法提供參考依據。 首先對平面3自由度并聯(lián)機構構造關節(jié)冗余(2-RRR-1-RRR)、支鏈冗余(4-RRR)和混合冗余(3-RRR-1-RRR)三種不同的冗余驅動方式，對Tricept并聯(lián)機構構造關節(jié)冗余驅動方式(3-UPS-1-UP)，詳細推導各機構不同驅動方式的逆運動學方程，在并聯(lián)機構一定的工作空間內分析各機構的靈活度、承載

3、能力和剛度運動學性能。 結合牛頓－歐拉法對兩個并聯(lián)機構分別在不同驅動方式下進行動力學分析，建立不同驅動方式條件下的逆動力學模型。針對冗余驅動并聯(lián)機構逆動力學模型的特點，提出一種最大值最小化的優(yōu)化方法，用以優(yōu)化多個一次函數在取絕對值后的最大函數值。在并聯(lián)機構特定的運動規(guī)律條件下，以該方法來優(yōu)化關節(jié)冗余和支鏈冗余驅動并聯(lián)機構的瞬時最大驅動力和功率，以Matlba優(yōu)化工具箱的優(yōu)化模塊來優(yōu)化混合冗余并聯(lián)機構的最大驅動力和功率，并與力2范