含双平行四边形结构支链的SCARA并联机构研究

摘要：

提出了一种含双平行四边形结构支链的新型SCARA并联机构,其包括4条相同支链,具有结构紧凑、承载力和刚度高的优点.首先,基于李群理论对机构的拓扑结构及其自由度进行阐述.其次,构建闭环矢量方程,推导出位置正/逆解,并通过2个数值算例验证位置解的正确性.通过对闭环矢量方程关于时间求导,得到机构的雅可比矩阵,由此建立输入角速度与末端输出速度之间、输入角加速度与末端输出加速度之间的映射关系,并对其进行数值仿真分析.然后,基于位置逆解,运用极限边界搜索法求解机构的工作空间,并绘制相应图谱加以分析.为明确机构动平台的转动性能,进一步研究不同工作平面下的动平台最大、最小转动角的空间分布图谱.在此基础上,借助特征因子构造量纲齐次雅可比矩阵,并利用条件数和可操作度两种方法分析机构的运动传递性能.基于直接和间接雅可比矩阵进一步对机构的3类奇异位置进行分析,明确奇异发生的条件.最后,借助Matlab与ADAMS软件开展仿真实验,验证了理论分析和设计结果的正确性与可行性.

关键词：SCARA并联机构、运动分析、性能分析、奇异位置

所属期刊栏目：53

分类号：TH112

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;天津市自然科学基金;天津市教委科研基金项目;天津市技术创新引导专项基金企业科技特派员项目

在线出版日期：2022-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：422-434