机械工程学报

作者：郑瑞达, 张宪民

单位：华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室 广州 510630

关键词：运动冗余并联机构,位姿分析,工作空间,姿态空间,边界搜索；

基金：国家自然科学基金资助项目(U24A20108, 52130508)。

微小零件装配是微机电系统、半导体、微型传感器等精密仪器制造的关键步骤之一。在微小零件装配领域，传统并联机构虽具有很高的定位精度，但是其末端执行器的运动范围，特别是转动范围通常十分有限，因而往往难以满足装配空间的需求。为此，提出了一种具有大姿态工作空间的新型九自由度运动冗余并联机构构型，通过分析确定了机构冗余自由度的数目，建立了机构位姿正逆解的运动学模型，并通过数值算例和ADAMS运动学仿真验证了其正确性。同时，针对此类具有多个转动自由度和大姿态工作空间的并联机构，提出了一种新型姿态空间边界搜索策略。在此基础上，得出了机构的可达工作空间，分析了运动冗余对其工作空间的影响，并给出了利用运动冗余对机构姿态空间进行扩展的有效策略，使其绕X、Y、Z轴转动的姿态空间均可达±90°以上。该运动冗余并联机构在微小零件装配领域中具有很好的应用前景。

来源：2025年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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