农业机械学报

作者：梁栋，张赵建，畅博彦，李林，齐杨

单位：天津工业大学,天津工业大学,天津工业大学,天津工业大学,天津职业技术师范大学,

关键词：SCARA并联机构;运动分析;性能分析;奇异位置

基金：国家自然科学基金项目（52005368、51905378）、天津市自然科学基金项目（20JCQNJC00360）、天津市教委科研基金项目（2019KJ012）和天津市技术创新引导专项基金企业科技特派员项目（20YDTPJC00450）

提出了一种含双平行四边形结构支链的新型SCARA并联机构，其包括4条相同支链，具有结构紧凑、承载力和刚度高的优点。首先，基于李群理论对机构的拓扑结构及其自由度进行阐述。其次，构建闭环矢量方程，推导出位置正/逆解，并通过2个数值算例验证位置解的正确性。通过对闭环矢量方程关于时间求导，得到机构的雅可比矩阵，由此建立输入角速度与末端输出速度之间、输入角加速度与末端输出加速度之间的映射关系，并对其进行数值仿真分析。然后，基于位置逆解，运用极限边界搜索法求解机构的工作空间，并绘制相应图谱加以分析。为明确机构动平台的转动性能，进一步研究不同工作平面下的动平台最大、最小转动角的空间分布图谱。在此基础上，借助特征因子构造量纲齐次雅可比矩阵，并利用条件数和可操作度两种方法分析机构的运动传递性能。基于直接和间接雅可比矩阵进一步对机构的3类奇异位置进行分析，明确奇异发生的条件。最后，借助Matlab与ADAMS软件开展仿真实验，验证了理论分析和设计结果的正确性与可行性。

来源：2022年第7期

《农业机械学报》期刊编辑部

查看农业机械学报杂志2022年第7期