3T1R并联机构运动学分析与优化设计

• 作者: 吴存存 张驰 杨桂林 王逸 陈庆盈
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 工学
• 关键词: 四自由度并联机构 运动学 工作空间 优化设计
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 先进制造技术及基础理论
• 页码范围: 386-394,420
• 页数: 10页
• 分类号: TP24
• 字数: 6540字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2017.12.048

摘要

提出了一种可实现三维移动和一维转动的四自由度并联机构,它的2条相同支链通过被动转动副连接到动平台上,每条支链有2个相同分支,通过安装在基座上的移动副驱动.首先,阐述4PPa-2PaR并联机构的构型,通过螺旋理论验证机构的运动性质,基于机构自身特点研究机构的运动学特性;其次,利用数值法确定机构的工作空间,分析各设计参数对工作空间的影响,基于解析法研究机构工作空间的形状及满足的几何约束条件;最后,以工作空间占机构自身的比重为目标函数,设置影响工作空间的约束条件(如边界约束、不干涉性约束、避奇异约束和工作空间形状约束),并选择遗传算法对机构的尺寸参数进行优化设计.分析结果表明,优化后工作空间占机构自身的比重增大,工作空间体积也明显增大,优化结果可为后续样机研制提供参考依据.