基于运动限定机构的可重构并联机构设计

分析在特殊杆长条件下一种运动限定机构的运动特性。在不同的构型下,运动限定机构可以分别执行一个转动加一个平移运动、一个平移运动、一个转动运动。将运动限定机构与具有两个转动和两个移动运动的串联支链相结合,设计出一类具有可重构特性的混联支链。基于李群理论,得到了混联支链在不同构型下运动的群论表达式。利用三条同样的混联支链连接动平台和定平台,得到了一类新型可重构并联机构。当所有混联支链中的运动限定机构处于奇异位置时,可重构并联机构具有瞬时的6自由度。通过控制运动限定机构运行至不同的构型,可重构并联机构能切换至不同的自由度模式,可以执行四种不同特性的3自由度运动。

一种新型并联机构的运动分岔特性及运动学分析

将一种四杆运动限定机构引入并联机构支链的设计中,得到一种具有运动分岔特性的并联机构。当机构处于运动分岔点时,动平台具有瞬时的6自由度。通过驱动运动限定机构执行不同的运动,机构可以演变成具有不同自由度特性的构型,包括三移动构型,三转动构型,两移动一转动构型和两转动一移动构型。基于螺旋理论,采用刚化驱动的方法,分析驱动选取的合理性,机构在各个构型下的运动以及构型间的切换可以通过六个固定在基座处的电动机实现。分析并联机构在不同构型时的运动学正反解,结果显示该机构三个方向上的移动彼此独立,且移动运动和转动运动是解耦的。对模型进行运动仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。给出机构在一种一般构型下的工作空间。