低耦合PRPaR/2CRR并联机构运动学分析与性能优化
张莉1
朱磊2
徐冬1
1.江苏安全技术职业学院 机械工程学院,江苏 徐州 2210112.中国矿业大学 材料与物理学院,江苏 徐州 221116
摘要：针对3CRR并联机构性能上的不足,通过增加平行四边形机构的支链改进机构,根据拓扑结构综合方法综合出一批空间三平移并联机构,优选得到一种具有空间三平移PRPaR/2CRR并联机构.首先,基于方位特征集理论对机构的自由度、耦合度等特性展开分析,利用杆长限制约束建立非线性运动学方程组,推导出位置逆解表达式,对位置正、逆解进行算例验证,并对主动副的驱动角位移算例进行了分析;进一步,计算速度雅可比矩阵,研究奇异性并得出位置奇位异形产生的条件,并采用图形法分析了机构的工作空间与灵巧度、可操作度分布情况;然后,建立工作空间体积与全局灵巧度、全局可操作度的综合性能多目标优化模型,利用NSGA-Ⅱ算法得到Pareto最优尺度参数解.结果表明,PRPaR/2CRR并联机构工作空间边界光滑、呈半轮胎形状,局部存在空洞情况的特点;PRPaR/2CRR并联机构和3CRR并联机构相比,工作空间V和全局灵巧度GCI、可操作度μ等性能更好.得到的Pareto曲面能够对实际的机构的灵巧性能以及驱动输入控制起到指导作用,具有较好的工业应用前景.
关键词：并联机构方位特征集运动学工作空间NSGA-Ⅱ优化算法
资助基金：江苏省博士后科研资助计划项目(2019K205)国家自然科学基金(52171091)
论文发表日期：2024-10-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 83-95 )
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