1T1R并联机构拓扑设计及其运动学、动力学分析

作者：华耀,沈惠平,李菊,等. 日期：2022-12-20/span> 浏览：565 查看PDF文档

摘要:为了研发和推广应用一平移一转动(1T1R)并联机构(PM),提出了一种新型1T1R并联机构,并对该并联机构进行了运动学和动力学性能分析。首先,根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论与方法,设计出了一种具有符号式位置正解,且运动解耦的两自由度一平移一转动并联机构,并对该机构进行了拓扑分析,计算出了其方位特征(POC)、自由度、耦合度等拓扑特征;然后,根据基于拓扑特征的运动学建模方法,求解了机构的符号式位置正反解;基于雅可比矩阵分析了机构的奇异性,基于位置正解公式计算分析了机构的工作空间;最后,采用基于虚功原理的序单开链法,对该机构进行了动力学建模,求解了该机构的驱动力矩和两个SKC连接处运动副的支反力。研究结果表明:相比基于反解计算工作空间,基于位置正解计算工作空间的效率可提高30.7%;对该机构进行运动学和动力学研究,可以为其结构设计及样机研制奠定基础。

关键词:1T1R并联机构;方位特征;自由度;机构工作空间;机构奇异性;序单开链法;运动学分析

中图分类号:TH112
文献标识码:A文章编号:1001-4551(2022)10-1424-09

本文引用格式:

华耀,沈惠平,李菊,等.1T1R并联机构拓扑设计及其运动学、动力学分析［J］.机电工程,2022,39(10):1424-1432.

HUA Yao, SHEN Hui-ping, LI Ju. Topological design, kinematic and dynamics performance analysis of 1T1R parallel mechanism［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2022,39(10):1424-1432.