含串联输入支链的2UPS-RPU并联机构奇异性分析

奇异性会对机构的工作性能产生不良影响,以含串联输入支链的2UPS-RPU并联机构为研究对象,利用矢量法及虚功原理对机构进行位置和速度分析,得出完整雅可比矩阵,通过分析雅可比矩阵秩的变化,推出产生奇异位置的条件,最终得到了机构的结构参数与机构奇异性的关系,提出了消除奇异性的方法,对2UPS-RPU并联机构的设计和应用具有十分重要的理论和现实意义。此研究方法对并联机构的奇异性分析具有通用性。

消除约束/驱动奇异的冗余驱动原理及并联腿机构设计

基于约束旋量理论,提出了约束奇异、驱动奇异判别准则,推导得出了消除约束驱动奇异的冗余驱动并联机构设计原理。并据此设计了一种无奇异的RxRyTz自由度冗余并联2RPS-UPU+2SPS腿机构。最后,通过剖析由约束、次生约束雅可比矩阵构成的完整雅可比矩阵的秩,验证了冗余驱动并联腿机构能够完全消除约束奇异和驱动奇异。该研究成果为无奇异并联腿机构的运动规划、性能优化、尺度综合、和运动控制奠定了必要的理论基础。