2URR-URU远中心并联机构性能分析与尺度优化
车林仙1
李杰2
文世坤3
蒋海义1
1.重庆工程职业技术学院 智能制造与交通学院,重庆 4022602.重庆庆铃车桥有限公司,重庆 4000393.南京航空航天大学 机电学院,南京 210016
摘要：[目的]机器人用于穿刺、活检、眼科等微创手术时,要求末端执行器通过固定创口中心,且绕该中心转动.为此设计了一种远中心运动并联机构.[方法]应用两平面相交原理,提出了一种能实现远中心运动的、可用于微创手术的2URR-URU两转动一移动自由度并联机构,应用旋量理论分析其自由度,并确定了其运动特性.建立了机构位置分析模型,得到位置逆解表达式;应用旋量理论分析机构速度,得到输入、输出Jacobian矩阵,并据此分析了机构奇异位形;应用输入、输出传递指标评价了机构的运动和力传递性能,建立了微创手术期望工作空间全域传递性能评价指标;将期望工作空间规划为偏置形式,以提高该空间的全域传递性能.以全域传递性能最优为目标,建立机构尺度参数约束优化模型;使用混合社会认知优化算法求解该问题,并给出机构尺度优化的设计实例.[结果]结果表明,机构末端执行器能实现远中心运动的设计要求,机构优化模型和算法可行有效;同时,优化后的机构全域性能有明显提升.
关键词：微创手术并联机构旋量理论性能指标尺度参数优化
分类号：TH789(仪器、仪表)
资助基金：重庆市教委科学技术研究项目(KJZD-K202303404)重庆市教委科学技术研究项目(KJQN202403409)重庆工程职业技术学院校级科研项目(2024KJA01002)泸州市科技计划项目(2023JYJ069)
论文发表日期：2025-04-30
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：11( 37-47 )
英文信息