冗余驱动2SPR-2RPU并联机构的运动静力学 及奇异性研究

摘要：

针对打磨、抛光等重载机器人的应用需求,提出了一种新型冗余驱动2SPR-2RPU并联机构.运用螺旋理论计算了2SPR-2RPU并联机构的自由度,并求解了其运动学逆解与速度雅克比矩阵.全面考虑2SPR-2RPU并联机构自身重力因素,利用拆杆法对该机构进行静力学分析,并建立了其静力学模型.针对机构驱动冗余的特点,运用拉格朗日乘数法,以驱动力最小为目标构造函数,对驱动力进行分配求解,获得2SPR-2RPU并联机构在给定运动轨迹下的驱动力变化趋势.根据速度雅克比矩阵对2SPR-2RPU并联机构的奇异性进行分析,结果表明该机构没有运动学正解奇异和运动学反解奇异,但具有2个运动学混合奇异,且2个混合奇异位形可通过合理设计机构杆件尺寸进行规避.研究结果可为实际工程应用中冗余驱动并联机构的研究提供一定的理论基础.

关键词：冗余并联机构、静力学、驱动力分布、奇异性

所属期刊栏目：26

分类号：TP24(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51775165;上海市地方高校能力建设计划项目18030501200

在线出版日期：2019-11-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：619-626