(2-UPU+SPR)+(2-UPU+RPS)非对称混联机构末端约束及自由度分析

以往混联机构的研究未对其少自由度特性进行深度解析,针对其末端约束和自由度形态的认知尚存在不足。研究一种新型(2-UPU+SPR)+(2-UPU+RPS)机构的末端约束和自由度的求解问题,通过建立两个约束螺旋3系交集求解的解析模型求解该混联机构的末端约束。对该机构自由度组成原理进行了分析,将其末端约束求解问题转化为子机构末端约束螺旋系的交集求解问题。结合该混联机构子机构末端约束分布特点,对混联机构在不同几何条件下的末端约束和自由度性质进行了探讨。建立了2-UPU+SPR机构和2-UPU+RPS机构末端约束分布曲面和直母线的解析表达式,得到了一般和特殊位形下混联机构末端约束对应的螺旋轴线方程。给出了(2-UPU+SPR)+(2-UPU+RPS)机构的末端约束求解算例,获得了该机构在一般和特殊位形下的末端约束的空间分布情况。研究结果表明,一般位形下,(2-UPU+SPR)+(2-UPU+RPS)机构的末端约束为一个约束力螺旋;特殊位形下,机构的末端平台约束为一个纯约束力或一个约束力偶。该研究对混联机构的末端约束求解提供了借鉴,为混联机构深层次研究奠定一定基础,同时也提供了求解螺旋系交集的新思路。