一种多环耦合机构的自由度分析方法

多环耦合机构作为一种具有复杂耦合特性的机构,因支链间存在层层嵌套的关系,支链提供的约束和运动并非直接作用于机架和动平台,导致机构自由度计算困难。受神经生物学反射活动的启发,针对多环耦合机构自由度分析这一难题,提出一种多环耦合机构的解耦方法及自由度求解方法。首先将神经生物学中的概念映射到多环耦合机构,进而利用神经生物系统的结构组成,建立多环耦合机构的拓扑结构,然后将神经细胞间的互联原则应用到运动副中,建立运动副在3种互联原则下的输出运动计算法则,并引出多环耦合机构中的兴奋与抑制作用;其次基于神经细胞间的互联原则和信息传递原则,建立将多环耦合机构分解成独立运动模块的3种解耦模型和4个解耦规则,提出将独立运动模块转化为广义串联支链、耦合机构转化成并联机构,从而进行自由度求解;最后以霍伯曼魔球机构的自由度分析为例,证明该方法正确且简单形象。