机械工程学报

作者：李永泉, 张阳, 郭雨, 李旭冉, 张立杰

单位：1. 燕山大学河北省并联机构与机电系统实验室 秦皇岛 066004;2. 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室 秦皇岛 066004;3. 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室 秦皇岛 066004

关键词：图谱法,并联机构,冗余驱动,型综合；

基金：国家自然科学基金（51405421）和河北省自然科学基金（E2015203101）资助项目。

在铣削、钻铆、焊接等领域需要2R1T三自由度执行机构，特别是在高刚度、大工作空间、良好驱动稳定性等场合需要引进冗余驱动来改善2R1T并联机构的性能，为此基于Grassmann线几何和图谱法提出了一种系统有效且简单实用的2R1T冗余驱动并联机构构型综合新方法。根据机构的运动模式确定动平台的自由度线图，然后根据对偶法则得到动平台约束线图，通过在动平台约束线图增加冗余线得到冗余约束线图及其等效线图，根据支链约束分配原则将其分为7种方案；采用图谱法基于约束方案构造相应支链，并根据支链选取和配置准则综合机构的初步构型，每种方案分别综合了12、67、96、0、12、48、16种新构型，共综合出251种新构型，其中包含了一些文献所提出的2R1T冗余驱动并联机构；通过图谱法对已综合机构进行瞬时性分析，发现方案1和方案2所综合机构具有瞬时性，提出将该类机构中的一对平行力约束共轴布置的改进方法可消除其瞬时性，通过瞬时性分析验证该综合方法的可行性和合理性。该方法同样适用于4、5、6自由度冗余驱动并联机构构型综合。

来源：2019年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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