新型两平移一转动并联机构的拓扑设计及性能分析

作者：耿宗海,李菊,沈惠平,等. 日期：2023-12-26/span> 浏览：1032 查看PDF文档

摘要:针对工业生产中需要小范围精确作业,又需要大范围单向操作的双重需求问题,对两平移一转动（2T1R）输出的并联机构进行了研究。首先,采用了基于方位特征集的拓扑结构设计方法,设计并分析了一种新型两平移一转动并联机构,给出了拓扑设计过程,对其自由度等主要拓扑特性进行了验证;然后,采用了基于拓扑特征的运动学建模方法,对该机构进行了运动学分析,研究了该机构的符号式位置正、反解,并根据位置正、反解分别研究了该机构的可达工作空间、动平台中点的速度和加速度曲线以及三类奇异位置;最后,采用基于虚功原理的序单开链法,建立了动力学模型并进行了动力学分析,研究了该机构所需要的驱动力。研究结果表明:该并联机构的速度加速度、驱动力的仿真曲线和理论曲线的相对误差在2%以内,机构的运动学与动力学模型建立无误,可为该并联机构后续的误差分析、运动轨迹规划与控制奠定基础。

关键词:并联机构;拓扑设计;位置正反解;运动学分析;动力学分析

中图分类号:TH112文献标识码:A文章编号:1001-4551(2023)12-1931-08



本文引用格式:

耿宗海,李菊,沈惠平,等.新型两平移一转动并联机构的拓扑设计及性能分析［J］.机电工程,2023,40(12):1931-1938.

GENG Zonghai, LI Ju, SHEN Huiping, et al. Topological design and performance analysis of a new type 2T1R parallel mechanism［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2023,40(12):1931-1938.