零耦合度部分运动解耦2T1R并联机构拓扑与性能研究

摘要：

根据基于方位特征方程的并联机构拓扑设计理论和方法,设计、分析了一种零耦合度且部分运动解耦的三自由度非对称两平移一转动(2T1R)并联机构,包括:给出机构的拓扑设计过程,计算其自由度、耦合度κ等主要拓扑特性;其次,基于拓扑特征运动学建模方法,求出其符号式位置正反解,并通过正解进行工作空间计算;同时导出位置逆解方程,得到动平台雅可比矩阵,由此导出机构内各构件的速度、加速度以及奇异性;又运用基于虚功原理的序单开链法进行逆向动力学建模,得到该机构主动副的驱动力变化曲线,同时以子运动链(SKC)为单元,求解SKC连接处运动副的支反力,并通过ADAMS予以动力学仿真验证.最后,分析了该机构可用作不同高度输送带之间物料自动转运、卸料装置的潜在应用场景,并给出了其概念设计.本文为两支链大转角并联机构的高效运动学、动力学建模与分析,以及机构性能优化与样机研发提供了理论依据.

关键词：并联机构、拓扑设计、拓扑特征、运动学、动力学、虚功原理

所属期刊栏目：54

分类号：TH112

资助基金：国家自然科学基金51975062

在线出版日期：2023-03-21（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：419-429,440