3-RRC三平移并联机构的位置求解及静力学特性分析.pdf

第30卷第4期 机械设计 V01．30No．4 OFMACHINEDESIGN 2013 201 3年4月 JOURNAL Apr． RC三平移并联机构的位置求解及静力学特陛分析+ 3嘏Illl 王振1，沈惠平1，孟庆梅1，邓嘉鸣1，张策2，杨廷力1 (1．常州大学机器人研究所，江苏常州213016；2．天津大学仁爱学院，天津301636) 摘要：对新型三平移并联机器人机构，进行了运动学分析和静力学分析，包括：运用矢量法求解了该机构的位置反解 解析解，分析了该机构输出与输入的运动解耦性；运用基于序单开链法的一维有哪些信誉好的足球投注网站法求解了该机构的位置正解数值解； 进一步地，采用力雅可比矩阵的方法对该机构进行了静力学分析，得到了输入力矩与输出外力的关系；最后运用MAT— LAB软件进行了运动学、静力学特性仿真分析。为该机构的结构设计与分析提供了理论基础。 关键词：并联机构；运动学；静力学；序单开链法 文献标识码：A 中图分类号：THll2；TP24 文章编号：1001—2354(2013)04—0029—05 3一R 0尺lIC三平移并联机器人机构‘1。5o，构件 B。B：之夹角(卢，和卢：均沿阳方向为正)；y。为C。0与 少、结构简单，当驱动静平台上的3个转动副为A。， B。，c0时，可实现动平台三维纯平移输出，可用于工业 装配机器人、虚拟轴机床、坐标测量机等领域。但由于 B。B：=C。C：=f：。静平台和动平台的边长分别为a和 该机构的耦合度为1，因此，不易求得运动学正解解析 boa。，卢：，y。分别为A支链、B支链、C支链在静平台上 解，文中运用矢量法求解了该机构的位置反解解析解， 的3个转动副的主动输入；s，，s：，s，分别为A，B，c三条 分析了该机构输出与输入的运动解耦性；应用基于序 单开链法的一维有哪些信誉好的足球投注网站法求解了该机构的位置正解数值 支链上圆柱副A：，B：，C：的移动量，且规定s。沿P膨方 解；进一步地，采用力雅可比矩阵的方法对该机构进行 向为正，s：沿QM方向为正，s。沿PQ方向为正。 了静力学分析，得到了输入力矩与输出外力的关系；最 后运用MATLAB软件进行了运动学、静力学特性仿真 分析，为该机构的设计和分析提供了理论基础。 1 机构位置解析解 三平移并联机构如图1a所示，由3条支路及上下 两平台构成，3条支路具有相同的拓扑结构：SOC{一 (a)机构简图 (b)计算模型 R棚lIRi。llc。：一}，i=1，2，3，上下两平台均为等边三角 图1 并联机构 形，与静平台相连接的3个R副分布在各边中点。为不 1．1 动平台上A：，B：，c：点的坐标表示 失一般性，建立坐标系O—XYZ，0为静平台之重心，X 动平台上A：点坐标可由矢量方程商+石Z+ ——————o— 轴垂直于C。轴线，y轴平行于C0轴线，z轴由右手坐标 A。A2=OA2得到，即： 系法则确定，末端执行器0’点为动平台之重心。 为了便于运动分析，建立如图1b所示的计算模型 一丁1(f1cos¨f2c…：)+争 图，且设OL。为A。0与A。A。之夹角，OL2为与A00与A。A：之 n 夹角(OL。和d：均沿De方向为正)。 知cos¨／