机械工程学报

作者：梁旭, 张建勇, 李国涛, 苏婷婷, 何广平, 侯增广

单位：1. 北京交通大学自动化与智能学院 北京 100044;2. 北方工业大学机械与材料工程学院 北京 100144;3. 中国科学院自动化研究所 北京 100190;4. 北京工业大学信息学部 北京 100124;5. 中国科学院大学人工智能学院 北京 100049

关键词：冗余并联机构,工作空间,多目标优化,奇异性,灵巧性；

基金：国家自然科学基金(62373013,62103412,U22A2056,62103007,62003005)、北京市教育委员会科学研究计划(KM202110009009,KM202210009010)、北京市科技计划(Z211100007921021)国家重点研发计划(2023YFE0202100)、北京市自然科学基金(L222053,L202020,L222058,4204097)和北京交通大学人才基金(KAIXKRC24003532)资助项目。

针对并联骨科机器人在微创骨折复位手术中工作空间相对较小、规避奇异位形能力相对较弱等问题，提出一种基于Gough-Stewart平台(Gough-Stewart parallel mechanism, GSPM)的新型运动学冗余并联机构。对所提新型冗余并联机构进行了介绍，建立了该新型机构的运动学模型，并对其工作空间进行了仿真。基于三点法构建了维度齐次雅可比矩阵，比较了该新型并联机构和GSPM的灵巧性与奇异性。采用多变量多目标优化方法对所提出的新型并联机构的几何参数进行了优化。最后，在3D打印样机上进行了实验，实验结果表明：相比GSPM，新型并联机构的工作空间体积扩展了273.5%，且灵巧性更优，验证了仿真和分析方法的有效性。

来源：2024年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

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