SCARA并联机构拓扑分析与其低耦合度机型设计

摘要：

根据基于方位特征(Position and orientation characteristics,POC)的并联机构拓扑结构设计理论与方法,首先,对已提出的一类7个具有较好实用价值的SCARA并联机构,进行了拓扑结构分析,揭示了其POC集、自由度(含驱动副选取)、过约束数、耦合度以及输入-输出运动解耦性等5个最主要的拓扑特征,且发现这些机构的耦合度均较大,为2,表明其运动学正解和动力学求解十分复杂;继而基于机构拓扑结构降耦原理,又对κ=2的这7个机构进行了拓扑结构降耦优化,得到了低耦合度(κ=1),而机构POC、自由度(Degree of freedom,DOF)等保持不变的实现SCARA运动的14个新机型,不仅丰富了实现SCARA运动的4-DOF三平移一转动机型库,而且降低了这些机构的运动学和动力学代数求解难度,而其数值解可用一维搜索法方便求得,从而为这一类SCARA并联机构的运动学和动力学分析、设计及应用提供了理论基础.

关键词：并联机构、POC方法、拓扑结构分析、耦合度、拓扑特征、机构综合

所属期刊栏目：48

分类号：TH112

资助基金：国家自然科学基金项目51405039、51375062、51475050;江苏省重点研发计划项目BE2015043;江苏省科技成果转化专项资金项目BA2015098

在线出版日期：2017-12-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：405-416