一种分析并联机构输出运动能力特性的新方法

根据机构关节和支链的不同,定义了两种不同构型的并联机构形式和7种并联机构的空间结构姿态,给出了“最短支链”和“最短支链对”的概念,并以有效和系统地分析并联机构的输出运动能力特性为目标,提出了基于“最短支链/支链对”的“木桶原理分析法”。结合主-副运动理论和机构的输入-输出运动的综合转化公式,运用提出的“木桶原理分析法”导出了4种情形下的并联机构输出运动能力特性的一般计算结果表达式。利用修正的G-K公式和机构输出运动能力特性的计算结果表达式,针对所定义的7种不同姿态下的SPS/SPU/UPS结构的4-6支链并联机构的输出运动特性进行了分类对比研究,总结了并联机构输出运动能力特性的影响因素和规律。将2SPS-3SPU-RR混联机构作为分析对象,根据提出的理论和规律对该机构的自由度进行了计算,结果验证了以等效串联机构或关节代替分析并联机构的输出运动能力特性和以广义等效串联机构代替分析混联机构的输出运动能力特性的正确研究路线,显示了基于“最短支链/支链对”的“木桶原理分析法”应用于机构设计工程领域的可行性。