农业机械学报

作者：沈惠平,许正骁,许可,邓嘉鸣,杨廷力

单位：常州大学,常州大学,常州大学,常州大学,常州大学,

关键词：并联机构;低耦合度;运动解耦;拓扑设计;工作空间;奇异位置

基金：国家自然科学基金项目(51375062、51475050)、江苏省重点研发计划项目(BE2015043)和江苏省绿色过程装备重点实验室项目

三平移一转动（3T1R）并联机构具有拓扑结构复杂、耦合度高、输入-输出运动不解耦，且易出现奇异位置等问题。根据基于方位特征（Position and orientation characteristic,POC）方程的并联机构拓扑设计理论和和冗余支链消除奇异位置原理，首先，提出了一种含冗余支链的低耦合度、运动解耦、大转动能力的3T1R并联操作手新机构；其次，对其进行拓扑结构分析，主要包括POC集、自由度、耦合度以及运动解耦性分析；再次，建立了基于序单开链法运动学建模原理的位置正解求解模型，并应用一维搜素方法求解了该并联机构的位置正解；基于导出的机构位置逆解，分析了机构的工作空间、转动能力及奇异性条件；阐明了冗余支链可避免奇异位置，并能增加机构刚度；最后，给出了机构动平台的速度、加速度变化规律。本文为该操作手的机械设计、动力学分析、样机研制奠定了理论基础。

来源：2019年第2期

《农业机械学报》期刊编辑部

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