TR并联机构结构设计与位置分析农业机械学报.PDF

２０１６年 ８月 农 业 机 械 学 报 第 ４７卷 第 ８期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１６．０８．０４８ ３Ｔ１Ｒ并联机构结构设计与位置分析 １ ２ １ ３ 石志新 　叶梅燕 　罗玉峰 　杨廷力 （１．南昌大学机电工程学院，南昌３３００３１；２．南昌大学理学院，南昌３３００３１；３．中国金陵石化公司，南京 ２１００３７） 摘要：基于方位特征集理论（ＰＯＣ），设计并研究了一种三平移一转动（３Ｔ１Ｒ）并联机构。首先，应用方位特征集方 法，综合了一批满足功能要求的并联机构；然后，综合考虑实际应用要求，从中优选出一种具有开发潜力的并联机 构，分析结果表明：该机构具有全对称性、可折叠性及承载能力强、工作空间大等特点；最后结合实例给出了优选机 构的位置正、逆解方程及其求解算法，结果表明：其位置逆解方程可解析求解，且最多存在 １６组解；而正解方程不 能解析求解，且最多存在 ８组解。 关键词：三平移一转动并联机构；结构特性；位置分析 中图分类号：ＴＨ１１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１６）０８０３６４０６ ＳｔｒｕｃｔｕｒｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓｏｆ３Ｔ１ＲＰａｒａｌｌｅｌＭｅｃｈａｎｉｓｍ １ ２ １ ３ ＳｈｉＺｈｉｘｉｎ　ＹｅＭｅｉｙａｎ　ＬｕｏＹｕｆｅｎｇ　ＹａｎｇＴｉｎｇｌｉ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３１，Ｃｈｉｎａ ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３１，Ｃｈｉｎａ ３．ＪｉｎｌｉｎｇＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｗｉｔｈｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｎｄｏｎｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｒｏｔａｔｉｏｎ（ｉｎ ｓｈｏｒｔ，３Ｔ１Ｒ）ｈａｓｗｉｄｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｉｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｓｐｅｅｄｃａｔｃｈ，ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｓｓｅｍｂｌｙ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ．Ａｎｏｖｅｌ３Ｔ１Ｒｐａｒａｌｌｅｌｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆ ｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ（ｉｎｓｈｏｒｔ，ＰＯＣ）．Ａ ｃｏｍｐｌｅｔｅｔｙｐｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｐａｒａｌｌｅｌ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｔｈａｔｃａｎｐｅｒｆｏｒｍ３Ｔ１ＲｍｏｔｉｏｎｗａｓｍａｄｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆＰＯＣ．Ｔｈｅｎ，ｏｎｅｔｏｐｏｌｏｇｙ ｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍ ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｉｅｓｏｆｐａｒａｌｌｅｌｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｓａｆｔｅｒｉｍｐｏｓｉｎｇｓｏｍｅｐｒａｃｔｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｅｄｐａｒａｌｌｅｌｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｗａｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｆｏｕｒｉｄｅｎｔｉｃａｌａｒｍｓａｎｄａｓｉｎｇｌｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐａｒａｌｌｅｌｏｇｒａｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｅａｃｈａｒｍｂｒｏｕｇｈｔｉｎｂｅｔｔｅｒｌｉｍｂｓｔｉｆｆｎｅｓｓ．Ｔｈｅ ｐａｒａｌｌｅｌｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｈａｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｕｌｌｓｙｍｍｅｔｒｙ，ｆｏｌｄａｂｉｌｉｔｙ，ｇｏｏｄｓｔｉｆｆｎｅｓｓ，ｌａｒｇｅｗｏｒｋｓｐａｃｅ， ａ