一种类球面并联腕部机构及其运动学分析

采用构型演变法将2自由度球面并联机构Omni-Wrist V演变为一种3自由度2R1T(2转动1移动)的类球面并联机构,并对其运动学特性进行了系统的分析.首先,采用基于约束理论的图谱法对该机构的自由度进行了分析;其次,建立了其等效运动学模型,推导了解析形式的正、逆运动学方程,并讨论了其奇异性;最后,采用蒙特卡洛法求得机构的工作空间,并提出一种3维切片法分析其特性.在工作空间分析中,选择水平切片的面积和形状来衡量机构的旋转性能,采用定偏转角切片形成的扇形片径向位移量来表征其平移性能.该并联机构可作为腕部串接于SCARA(选择顺应性装配机械手)或Delta机器人末端,组成混联机器人,应用于需要同时大转角改变姿态和位置的电子或轻工生产等场合.