一种四自由度并联机构的性能指标分析.pdfVIP

中国机械工程第 23卷第 3期 2012年 2月上半月 一 种四自由度并联机构的性能指标分析 季 晔 刘宏昭 原大宁 王庚祥 710048 西安理工大学， 西安 ， 摘要：通过改变并联机构的拓扑结构，得到了一种具有空间四自由度的并联机构。根据位置关系方 程 ，通过理论推导，得到 了机构速度和加速度映射解析方程 ，同时求出了机构的一阶和二阶影响系数矩 阵。综合分析 了机构的运动学和动力学性能指标 ，得到 了影响多种性能指标 的敏感因素。考虑量纲的 不同，将Jacobian矩阵分离，在动平 台任务空间内，研究了决定速度和力、角速度和力矩的性能指标。 提 出了对 Hessian矩 阵采用 “分层”研究的方式，在任务空间内，得到了各支链扰动对机构加速度和惯性 力性能的影响程度。研究结果为机构的设计和优化以及控制策略的选择提供 了理论依据。 关键词 ：四自由度 ；影响系数矩阵；性能指标 ；并联机构 中圈分类号 ：TP24 DOI：10．3969／j．issn．1004—132X．2012．03．002 AnalysesforPerformanceIndicesofaFOur—DOF ParallelManipulator JiYe LiuHongzhao YuanDaning WangGengxiang Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an，710048 Abstract：A spatial4一DOF parallelmanipulatorwasdeduced in theeventthatthetopologyof parallelmanipulatorwaschanged．Basedontheequationofposition，themappinganalyticequationof velocityandaccelerationwasbuiltbytheoretica1derivation，andsimultaneouslythefirstandsecond orderinfluencecoefficientmatrixesweresolved．Performance indexesofkinematicsand dynamics weremultianalyzed，andthefactorsthatoutputperturbationaffectsthesensitivityofinputsperturba— tionwerereceived．Takingdifferentunitsintoaccount，amatrixofJacobianwasdetached，andthen performanceindexesofvelocity，force，angularvelocityandmomentwereanalyzedintaskworkspace ofthemotionplatform．A methodofstratifiedlyresearchingthematrixofHessianwasproposedin ordertocalculateperturbationofeach limp differingin thedegreeinaccelerationand inertia1force performanceindexesintaskworkspaceofmotionplatform．Theresultsprovidetheoreticproofforde— signingandoptimizingthemechanism andchoiceofcontrolstrategy． Keywords：fourD0Fs；influencecoefficientmatrix；performanceindex；paralle1manipulator 0 引言 决定性作用 。为了量化机构动力学性能，很多学 机构的性能评价是机器人研究的重要 内容之