一種新型2-DOF并聯解耦球面機構的研究.pdf

1、球面機構是一種有重要應用的機構，可以用作機器人的腰、腕、肩、髖等關節(jié)，可用于機床加工（如機床底座和工件的定位等），另外還可以用在太陽能電池板、衛(wèi)星天線和天文望遠鏡的空間方位跟蹤系統(tǒng)中等等。并聯機器人與串聯機器人相比具有一些獨特的性能，如剛度高、承載能力高、速度快、驅動電機在機架上而使活動構件的質量輕。耦合性是并聯機構很突出的一個特點，這個特點使并聯機構具有了不同與串聯機構的特殊性質，比如承載能力強、累計誤差小等。也正是這種耦合性使得并聯

2、機構的設計、分析計算以及控制系統(tǒng)的設計存在很多困難。如果并聯機構的某些性質是可以解耦或者部分解耦的，則會簡化其運動學模型，為運動學標定和控制帶來方便，從而使并聯機構的設計難度大大降低。 本文提出了一種全新的2-DOF 并聯解耦的球面機構，它既有并聯機器人的優(yōu)點，又是完全解耦的，它的每個分支只控制一個方向的運動，對另一個分支的運動沒有影響。文中對此2-DOF 并聯解耦的球面機構進行了深入的研究，具體內容為: 1. 建立了機

3、構的運動學方程，求得了其位置正、反解，速度正、反解以及加速度的表達式，得到了該機構的運動雅克比矩陣J 。 2. 建立了該機構的靜力學模型，得到了力傳遞雅克比矩陣G 的解析表達式，為以后控制軟硬件的設計奠定了基礎。 3. 建立了該機構的空間模型，為以后的優(yōu)化設計奠定了基礎。 4. 對該機構的速度、承載力的極值和各向同性等進行了分析并得出了圖譜，同時對該機構的特殊位形以及工作空間等進行了論述。 5. 運用軟件