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1、清華科技ISSN100702140618pp269275第12卷第3號(hào)2007年6月最優(yōu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的一個(gè)二自由度平面并聯(lián)機(jī)械手最優(yōu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的一個(gè)二自由度平面并聯(lián)機(jī)械手吳軍，李鐵民，劉辛軍，王立平制造工程研究所，精密儀器和機(jī)械學(xué)系，清華大學(xué)，北京100084中國(guó)摘要：封閉了優(yōu)化設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)2自由度平面并聯(lián)機(jī)械手的解決方案。基于工作空間提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，一個(gè)全球性的，全面介紹了空調(diào)指數(shù)評(píng)估運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。最好的并聯(lián)機(jī)械手是納入一個(gè)五自由度混

2、合機(jī)工具包括一個(gè)二自由度旋轉(zhuǎn)機(jī)頭和一個(gè)長(zhǎng)移動(dòng)工作臺(tái)。結(jié)果表明，平面并聯(lián)機(jī)械手的基礎(chǔ)試機(jī)工具可以成功地用于機(jī)葉片和導(dǎo)葉的水力渦輪機(jī)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:平面并聯(lián)機(jī)械手平面并聯(lián)機(jī)械手全球調(diào)節(jié)指數(shù)全球調(diào)節(jié)指數(shù)混合機(jī)工具混合機(jī)工具介紹并行機(jī)制能夠非?？焖俸蜏?zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)，具有較高的平均剛度，且特征是在他們的工作空間，具有較低的慣性可以操縱重載荷比串行、同行。因此并行機(jī)制在為平臺(tái)的計(jì)算機(jī)數(shù)控加工的同時(shí)也被眾多研究者全面研究和制造。高夫斯圖爾特的該是最受歡迎

3、的平行運(yùn)動(dòng)機(jī)配置，當(dāng)并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床首次開發(fā)。并應(yīng)用在機(jī)器人技術(shù)社區(qū)易感性的范圍，從高速操縱【1】來(lái)力扭矩傳感【2】。但是高夫斯圖爾特平臺(tái)對(duì)制造業(yè)的應(yīng)用程序也有一些缺點(diǎn)，比如它的相對(duì)小的有用的工作區(qū)復(fù)雜的直接運(yùn)動(dòng)學(xué)和設(shè)計(jì)困難。并聯(lián)機(jī)構(gòu)少于6自由度是相對(duì)容易的設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)可以用封閉的形式描述。因此，并行機(jī)械手少于6自由度，特別是2或3自由度已經(jīng)越來(lái)越引起關(guān)注【35】。而在2個(gè)或3個(gè)平移自由度扮演重要角色的行業(yè)里，平行機(jī)械手能夠適用于并聯(lián)機(jī)器

4、【6】挑選和地方應(yīng)用【7】和其他領(lǐng)域。大多數(shù)現(xiàn)有的2自由度平面平行機(jī)械手是著名的五桿機(jī)構(gòu)，用的是棱鏡執(zhí)行機(jī)構(gòu)或外卷的致動(dòng)器【8、9】。這機(jī)械手輸出是平移運(yùn)動(dòng)的一種點(diǎn)和末端效應(yīng)器取向不能保持不變。圖1運(yùn)動(dòng)學(xué)模型運(yùn)用P1P2(見圖1)被添加到機(jī)制來(lái)提高負(fù)載能力和加速度的致動(dòng)器。獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的滑塊由兩個(gè)伺服電機(jī)在列上沿著導(dǎo)軌滑動(dòng)安裝在列因此移動(dòng)平臺(tái)由純粹的平移運(yùn)動(dòng)在一個(gè)平面組成。2、運(yùn)動(dòng)學(xué)和奇異性運(yùn)動(dòng)學(xué)和奇異性2.12.1逆運(yùn)動(dòng)學(xué)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)

5、的兩個(gè)鏈接的每個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)窍嗤钠叫兴倪呅谓Y(jié)構(gòu)鏈模型可以簡(jiǎn)化為一個(gè)鏈接AiBi(i=12)見圖1?；鴺?biāo)系Oxy附加到基地以其y軸垂直通過21BB的中點(diǎn)。一個(gè)移動(dòng)的坐標(biāo)系統(tǒng)O′x′y′是固定在移動(dòng)平臺(tái)。rAi和rBi分別是位置向量Ai和Bi的接頭位置的。2r是移動(dòng)平臺(tái)寬度和兩列。位置矢量的起源O′與關(guān)于這個(gè)坐標(biāo)系oxy被定義為rO′=[xy]T(1)位置矢量Ai的位置在O′x′y′是r′A1=[?r0]T(2)r′A2=[r0]T(3)然