四自由度两模式并联机构结构综合和位置分析.PDF

２０１７年 ４月 农 业 机 械 学 报 第 ４８卷 第 ４期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１７．０４．０５１ 四自由度两模式并联机构结构综合与位置分析 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：为设计可实现一机多用的并联机构，提出了多模式并联机构的结构类型综合方法以及操作模式分析方法。 首先利用方位特征集方法，综合得到一类（６４０种）具有运动分岔特性的４自由度并联机构；然后从中优选出一种 机构进行操作模式分析，分析结果表明：机构处于分岔奇异点时动平台瞬时自由度为５，此时采用冗余驱动的方法 可引导动平台通过分岔奇异点顺利到达三平移一转动或两平移两转动模式；最后推导了该并联机构处于上述 ２种 操作模式时的位置正、逆解分析方程，得知位置逆解方程和三平移一转动模式时的位置正解方程均可解析求解。 关键词：并联机构；运动分岔；操作模式；位置分析 中图分类号：ＴＨ１１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１７）０４０３８３０７ ＴｙｐｅＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＰｏｓｉｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆ４ＤＯＦＰａｒａｌｌｅｌ ＭｅｃｈａｎｉｓｍｓｗｉｔｈＴｗｏＯｐｅｒａｔｉｏｎＭｏｄｅｓ １ ２ １ ３ ＳＨＩＺｈｉｘｉｎ　ＹＥＭｅｉｙａｎ　ＬＵＯＹｕｆｅｎｇ　ＹＡＮＧＴｉｎｇｌｉ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３１，Ｃｈｉｎａ ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３１，Ｃｈｉｎａ ３．ＪｉｎｌｉｎｇＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｄｅｖｅｌｏｐｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｈａｓｈｏｒｔｃｈａｎｇｅｏｖｅｒｔｉｍｅ，ｐａｒａｌｌｅｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｗｉｔｈｍｕｌｔｉｐｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｓｈａｄｒｅｃｅｉｖｅｄｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｆｒｏｍｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｍｏｄｅｓｗｅｒｅｍｏｓｔｌｙｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｏｎｔｈｅ３ＤＯＦｐａｒａｌｌｅｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ．Ａ ｓｉｍｐｌｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｙｐｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒ４ＤＯＦｐａｒａｌｌｅｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｗｉｔｈｂｏｔｈ ｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｎｄｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎｒｏｔａｔｉｏｎａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅａｎｄｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ ａｎｄｏｎｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｒｏｔａｔｉｏｎａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｙｐｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆ４ＤＯＦｐａｒａｌｌｅｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ａｎｄｏｎｅｆａｍｉｌｙ ｏｆ４ＤＯＦｐａｒａｌｌｅｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｗｉｔｈｔｗｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｓｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｏｎｅｔｏｐ