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七索并联对接机构作业空间分析及索力优化设计
学兔兔
第48卷第21期 机 械 工 程 学 报 V_01．48 No．21
2012年 11月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Nov． 2012
DoI：1O．3901／JM E．2012．21．001
七索并联对接机构作业空间分析及索力优化设计术
唐乐为 ，2唐晓强 ，2 汪劲松 柴晓明
(1．清华大学精密仪器与机械学系 北京 100084；
2．清华大学摩擦学国家重点实验室 北京 100084)
摘要：柔性索并联机构具有工作空间大、能耗低和惯量小等优点，适合于重载及长径比大的工件吊装对接。提出一种七索驱
动的6自由度柔性并联对接机构。借助静力学方程推导出该七索柔性并联机构的结构矩阵，并根据结构矩阵的零空间，计算
得到设计参数下的可控工作空间和可行工作空间。通过比较工作空间大小，确定出动平台铰接点角度、动平台半径和下拉索
分布半径3个设计参数。以下拉索索力均匀为优化 目标，计算出下拉索索力变化情况，并结合工作空间分析和索力变化特点，
给出一组满足设计要求的尺度参数。
关键词：索并联机构 对接机构 工作空间 索力优化
中图分类号：TP242
W orkspaceAnalysisandTensionOptimizationDesigninDocking
ParallelM echanism DrivenbySevenCables
TANG Lewei】’2 TANGXiaoqiang1，2 WANG Jinsong1 CHAIXiaoming1
(1．DepartmentofPrecisionInstrumentsandMechanology,TsinghuaUniversity,Beijing100084；
2．TheStateKeyLaboratoryofTribology,TsinghuaUniversity,Beijing100084)
Abstract： Withtheadvantageoflargeworkspace，low energyconsumptionna dsmallinertia，aflexiblecableparallelmanipulatoris
suiatbleforheavyworkpiecewithgreatlength—diameterratioinhoistinganddockingprocess．Aflexibleparalleldockingmechna ism
with6-DOFdrivenbycablesispresented．Thestructurematrixoftheflexibleparallelmna ipulatorisdeducedbyasatticsequation．
Basedonthenullspaceofthestructurematrix，thecontrollableandhtefeasibleworkspaceareachievedingivendesignpraameters．
Hingedangle，radiusofmovingplateandradiusofpullingcablesraeselectedbycomparinghtevolumeoftheworkspace．Inorderto
uniform htecabletensions，htechnageofpullingcabletensionsiscalculatedwithdifferentparameters．Inaddition，combinedwith
workspaceanalysisnadtension~amre，hteultimatepraametersraeassured，whichCna satisfyhtedemandofdesing ．
Keywords： Cablepraallelmnaipulator Dockingmechna
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