廣義并聯(lián)機構可重構機理與耦合特性分析.pdf

1、六自由度并聯(lián)機構以其剛度大、精度高、承載能力強等特點，在眾多領域被廣泛應用。高剛度對于并聯(lián)機構性能具有重要影響，然后各自由度剛度耦合的存在限制了并聯(lián)機構運動精度的提高，因此剛度解耦已經(jīng)被學者們廣泛關注。從并聯(lián)機構剛度矩陣或雅克比矩陣可知，解耦矩陣是相對一點建立的，稱為解耦中心，當機構執(zhí)行末端遠離該解耦中心，機構耦合增大，給高精度控制帶來挑戰(zhàn)。因此對于高精度、低耦合的應用，設計具有剛度解耦性能的并聯(lián)機構具有重要意義。并聯(lián)機構的解耦中心若能

2、適應執(zhí)行末端運動，將能夠保證并聯(lián)機構全域具有較好的低耦合特性。
　　針對從結(jié)構角度降低并聯(lián)機構的各自由度剛度耦合，本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
　　將基于復合單葉雙曲面構造廣義并聯(lián)機構實現(xiàn)點解耦（中位解耦）的研究推廣到基于復合單葉雙曲面重構匹配實現(xiàn)沿Z軸線解耦或旋轉(zhuǎn)解耦。首先定義了可重構廣義并聯(lián)機構，提出了基于復合單葉雙曲面的互相匹配實現(xiàn)對廣義并聯(lián)機構進行解耦重構的思想。給出了動平臺分別沿Z軸平動、繞Z軸轉(zhuǎn)動時通過支

3、腿鉸點調(diào)整實現(xiàn)廣義并聯(lián)機構解耦重構的解析算法。通過數(shù)值算例和仿真，驗證了解耦重構算法，并得到了并聯(lián)機構下鉸點運動軌跡。定性地分析了構造參數(shù)對鉸點運動軌跡以及鉸點驅(qū)動控制中的影響。
　　給出了基于復合單葉雙曲面參數(shù)對廣義并聯(lián)機構雅可比矩陣條件數(shù)的解析表達形式；定義了自由度加權綜合評價指標、耦合度評價指標以及等耦合線的概念，對中位正交（解耦）和正交（解耦）重構并聯(lián)機構的各個自由度之間的耦合及全域耦合度進行了對比分析與評價；通過對水平截