农业机械学报

作者：蒲志新，潘玉奇，郭建伟，程轶，白杨溪

单位：辽宁工程技术大学,辽宁工程技术大学,辽宁工程技术大学,辽宁工程技术大学,辽宁工程技术大学,

关键词：并联机构;运动学;主成分分析;粒子群算法;性能优化

基金：国家自然科学基金项目(52204215)

根据少自由度并联机构应用广泛的优点，提出了一种3T1R并联机构，该机构具有构型简单、结构对称、定位精度高等特点，可应用于小范围的精密操作，或者是大范围的搬运、分拣以及喷涂等领域。基于方位特征方程的拓扑分析理论，对该并联机构完成了自由度种类以及数目的分析与验证；基于闭环矢量法完成了运动学模型建立，并通过位置正逆解算例验证了运动学的合理性。基于位置逆解方程利用极限边界搜索法分析了3T1R并联机构可达工作空间；通过速度分析建立了速度雅可比矩阵，并根据该矩阵分析机构的定位精度与可操作度性能指标。利用主成分分析(PCA)与粒子群算法(PSO)对3个性能指标进行优化设计，并对优化结果进行了分析，最终优化后可达工作空间体积从0.2933m3提高到0.4231m3，定位精度误差放大因子从15.5044减小至4.4308，可操作度指数从9.7027减小至1.3996。

来源：2024年第6期

《农业机械学报》期刊编辑部

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