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2-SPR/RCU并联机构的运动性能与灵巧度分析

王庆峰 李虹 王新宇 路伟笑 马春生

王庆峰, 李虹, 王新宇, 路伟笑, 马春生. 2-SPR/RCU并联机构的运动性能与灵巧度分析[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(8): 1177-1185. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200321
引用本文: 王庆峰, 李虹, 王新宇, 路伟笑, 马春生. 2-SPR/RCU并联机构的运动性能与灵巧度分析[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(8): 1177-1185. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200321
WANG Qingfeng, LI Hong, WANG Xinyu, LU Weixiao, MA Chunsheng. Analysis on Kinematic Performance and Dexterity of 2-SPR/RCU Asymmetric Parallel Mechanism[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(8): 1177-1185. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200321
Citation: WANG Qingfeng, LI Hong, WANG Xinyu, LU Weixiao, MA Chunsheng. Analysis on Kinematic Performance and Dexterity of 2-SPR/RCU Asymmetric Parallel Mechanism[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(8): 1177-1185. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200321

2-SPR/RCU并联机构的运动性能与灵巧度分析

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200321
基金项目: 

山西省自然科学基金项目 201801D121183

详细信息
    作者简介:

    王庆峰(1997-), 硕士研究生, 研究方向为机构与机器人学、机构理论与机器人技术, 1920286288@qq.com

    通讯作者:

    李虹,副教授,硕士生导师,349824199@qq.com

  • 中图分类号: TH112

Analysis on Kinematic Performance and Dexterity of 2-SPR/RCU Asymmetric Parallel Mechanism

  • 摘要: 对一种自由度为2R1T的新型非对称并联机构2-SPR/RCU进行性能分析,判断其能否应用于医疗康复领域。首先采用闭环矢量法算出该机构的运动学反解,并利用粒子群算法验证了结果的正确性;接着利用一阶影响系数法求出其速度关系式及速度雅可比矩阵,并应用ADAMS软件进行了运动性能仿真分析,其仿真出的位移、速度、加速度变化曲线光滑平稳;最后以局部条件数LCI为评价指标对灵巧度进行了分析,得到了该机构关于局部条件数LCI的灵巧度性能图谱。结果表明,该机构的运动性能与传递性能优良,在精度要求高、位置累计误差要求小的医疗康复领域具有一定的应用前景,具体为一种人体颈椎康复机构。
  • 图  1  2-SPR/RCU并联机构简图

    图  2  SPR支链螺旋分析

    图  3  RCU支链螺旋分析

    图  4  粒子群算法适应度变化曲线

    图  5  虚拟样机模型

    图  6  动平台质心位移变化曲线

    图  7  动平台质心速度变化曲线

    图  8  动平台质心加速度变化曲线

    图  9  灵巧度性能图谱(α=0)

    图  10  灵巧度性能图谱(β=0)

    表  1  反解数值算例

    q1/mm q2/mm q3/mm
    1 408.534 0 408.534 0 408.534 0
    2 447.699 0 447.861 3 447.493 3
    3 459.738 4 459.738 4 422.546 5
    4 500.011 4 499.955 0 462.098 4
    5 562.751 4 563.568 2 486.327 9
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    表  2  正解数值算例

    位姿 α/rad β/rad z/mm
    1 0.000 87 0.001 33 379.641 9
    2 0.004 19 0.084 07 419.750 1
    3 0.084 53 0.006 33 419.848 4
    4 0.086 35 0.089 44 460.166 4
    5 0.174 75 0.173 42 500.246 3
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2020-08-04
  • 刊出日期:  2021-10-09

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