基于POC法的多环耦合并联机构拓扑特征分析

应用基于POC集和SOC单元的并联机构拓扑结构设计方法(简称POC法),对2个典型的多环耦合机构进行了拓扑特性分析,分析表明,需要在相应的自由度公式和约束度公式中,减去相应的"耦合次数",才能计算出正确的机构自由度和耦合度,拓扑特征的总体计算过程、步骤和一般并联机构的拓扑特征分析相同;同时表明,POC法能有效分析多环耦合并联机构,且物理、几何意义明确,操作简便易懂;多环耦合机构的结构看似复杂,但其耦合度相对较低,其运动学、动力学分析并不很复杂,因此,也具有一定的应用推广价值,当然,其应用的背景本身有待探索。     

3T1R并联机构结构降耦设计与运动学分析

根据基于方位特征(POC)的并联机构设计理论与方法,提出了一种结构简单、能实现三平移一转动的并联机构,拓扑结构分析后发现其耦合度k较大(k=2),其位置正解及动力学计算较复杂;为此,设计了结构降耦后的新机型,证明其耦合度k=1,其位置正解易用一维搜索法求出,并给出了基于序单开链法的该机构位置正解求解的一维搜索法及其数值解;同时,基于导出的机构位置反解公式,分析了动平台的工作空间及其转动能力,探讨了该机构发生3种奇异位形的条件。     

低耦合度3T1R并联操作手设计与运动学分析

基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论和机构结构降耦原理,设计了一种低耦合度能实现三平移一转动(3T1R)的SCRAR并联操作手机构。首先,阐述了该机构的组成,计算了该机构的耦合度k=1;然后,根据该机构的几何特点和运动约束,通过建立输入参数与动平台输出位姿参数间的约束方程,运用运动学序单开链法原理求解了位置正解的数值解,导出了其位置反解的解析解,用实例验证了位置正、反解的准确性;最后,基于位置反解得到了机构位置工作空间的形状与大小及Z向各截面形状,并基于Jacobian矩阵对机构奇异位形进行了分析。结果表明:该机构比H_4、I4结构简单,在一组相同等效尺寸参数下其工作空间大、转动能力强。