冗余驱动对3-PUS/S并联机构的性能改善

研究了一种3-PUS/S并联机构,在3-PUS/S并联机构中添加一条冗余驱动支链形成4-PUS/S并联机构。主要运用对比分析方法,探究相同条件下引入冗余驱动支链对原机构性能的影响。具体研究内容有:采用空间矢量三角形法建立了两并联机构的位姿方程,得到了运动学反解模型;绘制两种并联机构在相同条件下的工作空间并进行对比分析;运用螺旋理论,得到了两种并联机构的约束雅克比矩阵、驱动雅克比矩阵,并进一步构建了完全雅克比矩阵;研究两种并联机构的静刚度,绘制了两种并联机构刚度矩阵最大特征值分布图谱并进行对比分析;采用朗格朗日方程建立了两种并联机构的动力学模型,在给定机构设计参数和动平台轨迹规划函数后,绘制了两种并联机构驱动力输出曲线并进行对比。最后得到了引入冗余驱动支链对原机构动平台的工作空间范围有略微减小、改善了刚度特性分布情况、提高了刚度、工作精度、改善了驱动性能的结论。