2-RPU/UPRS并联机构的构型设计及性能分析

作     者：王欢 马春生 贺阳涛 高宇杰 WANG Huan;MA Chunsheng;HE Yangtao;GAO Yujie

作者机构：中北大学机械工程学院太原030051 

基　　金：山西省基础研究计划资助项目(202203021211101) 山西省回国留学人员科研资助项目(2021-114) 

出 版 物：《组合机床与自动化加工技术》 (Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique)

年 卷 期：2025年第2期

页      码：40-45页

摘      要：提出一种三杆四自由度的并联机构作为研究对象,通过对该机构进行分析观察此机构的运动性能。通过Solid Works进行简单的模型建立,绘制出其结构简图,并标注定坐标系及动坐标系,运用螺旋理论对此机构进行自由度分析,并结合修正后的G-K公式进行自由度验证,通过闭环矢量法和修正后的DH法对该机构进行逆解计算,即根据动平台的位姿及其位置的关系,求出各杆的杆长伸长量和主动转动副的旋转量。基于MATLAB对工作空间进行求解,通过极限位置搜索法求出动平台的可达极限位置;然后,基于逆解建立雅可比矩阵。对结构上的主动副添加驱动,观察动平台在给定驱动下的仿真分析。当给予给定驱动后,该机构可按照理想运动运动轨迹运动,并且工作空间无断点,速度及加速度变化较平缓;最后,利用局部条件数LCI作为评价指标分析了机构的灵巧度,结果表明,2-RPU/UPRS并联机构具有结构简单,运动性能良好,工作空间内无奇异位型,可以更好地应用于包装工程领域。

主 题 词：2-RPU/UPRS 并联机构 螺旋理论 工作空间 灵巧度 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 080203[080203] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.13462/j.cnki.mmtamt.2025.02.008

馆 藏 号：203157305...