5-UPS/PRPU冗余驱动并联机构的内力分析与协调

• 作者: 周鑫 姚建涛 许允斗 赵永生 郑魁敬
• 来源期刊: 中国机械工程
• 关键词: 并联机构 冗余驱动 变刚度 内力
• 年，卷（期）: 2016,（6）
• 所属期刊栏目: 机械科学
• 页码范围: 711-717
• 页数: 7页
• 分类号: TP394.1|TH691.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2016.06.001

摘要

基于全雅可比矩阵和伪逆法求解了5-UPS/PRPU冗余驱动并联机构的内力,并提出了一种基于冗余驱动变刚度的协调内力的方法.通过求解机构的变形协调方程,得到机构的全雅可比矩阵的加权广义逆,从而求得该5-UPS/PRPU冗余驱动并联机构的内力表达式,通过有限元软件验证了该方法的正确性.以相应的5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床为例,分析了冗余分支驱动刚度的变化对各个分支内力幅值的影响,进而提出了一种协调内力的方法.通过分析其内力随冗余分支刚度的变化分布情况可知,非冗余分支各个驱动螺旋以及冗余分支约束螺旋所对应的内力幅值可以通过在一定程度上增大冗余分支的驱动刚度来降低.该方法对机械结构设计人员以及控制系统搭建人员在提高系统精度、降低系统内力方面有重要的参考价值.