一种平面2自由度冗余并联机构的参数化工作空间分析

郭洪鑫

摘 要：该文对组成并联机构的各组成部分的尺寸参数进行无量纲处理，推导了平面2自由度冗余并联机构和非冗余并联机构的结构参数与工作空间的形状之间的关系。计算出两者基于无量纲参数的工作空间的二维谱图。针对是否有工作空间，对非冗余并联机构而言，机构有工作空间的条件是要满足安装条。在二维图谱中，必须满足每个有效点都会对应固定的工作空间。对冗余并联机构而言，有效点需满足的条，但每个有效点不一定都有对应的工作空间。

关键词：冗余机构 无量纲 工作空间

中图分类号：TH112 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（b）-0244-01

并联机构的工作空间分析是并联机构运动学设计的最主要内容，它能明确指出工作空间的大小和位置，求出末端执行器的可达工作范围[1]。并联机构在工作时的最大一个缺点就是工作空间狭小，在机构尺寸相同的情况下，串联机构的工作空间要远远大于并联机构的工作空间。它主要受到以下方面的条件限制：运动副转角范围的限制、各杆之间的干涉限制、杆长的限制和奇异位形曲线的限制[2]。该文忽略各杆的干涉限制问题和奇异位形曲线的限制问题，只研究工作空间形状和尺寸之间的关系[3]。

1 非冗余并联机构的工作空间

参考文献

[1] Stewart D.A Platform with Six Degrees of Freedom.Proceedings of.International Mechanical.Engineering， London，2013，180（15）：370-386

[2] M.H.Perng，T.C.Lee，Y.S.Tsai，A systematic design procedure for parallel machine tools regarding mechanical efficiency，stiffness and workspace，The International Workshop on Parallel Kinematics Machines，UCIMU，Milano，2012.

[3] 何景峰.液压驱动六自由度并联机器人特性及其控制策略研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2007.