[1]沈惠平,徐 清,王一熙,等.一种零耦合度新型球面并联机构的设计、拓扑分析与运动学[J].常州大学学报(自然科学版),2020,32(04):46-54.[doi:10.3969/j.issn.2095-0411.2020.04.007]
　SHEN Huiping,XU Qing,WANG Yixi,et al.Design and Topological Analysis as Well as Kinematics of a New Spherical Parallel Mechanism with Zero Coupling Degree[J].Journal of Changzhou University(Natural Science Edition),2020,32(04):46-54.[doi:10.3969/j.issn.2095-0411.2020.04.007]
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一种零耦合度新型球面并联机构的设计、拓扑分析与运动学()
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常州大学学报(自然科学版)[ISSN:2095-0411/CN:32-1822/N]

卷:
第32卷
期数:
2020年04期
页码:
46-54
栏目:
机械制造及其自动化
出版日期:
2020-07-28

文章信息/Info

Title:
Design and Topological Analysis as Well as Kinematics of a New Spherical Parallel Mechanism with Zero Coupling Degree
文章编号:
2095-0411(2020)04-0046-09
作者:
沈惠平; 徐 清; 王一熙; 李家宇; 杨廷力
(常州大学 现代机构学研究中心,江苏 常州 213164)
Author(s):
SHEN Huiping;  XU Qing;  WANG Yixi;  LI Jiayu;  YANG Tingli
(Research Center for Advanced Mechanism Theory, Changzhou University, Changzhou 213164, China)
关键词:
球面机构;  耦合度;  运动学;  工作空间;  奇异性
Keywords:
spherical mechanism;  coupling degree;  kinematics;  workspace;  singularity
分类号:
TK 8
DOI:
10.3969/j.issn.2095-0411.2020.04.007
文献标志码:
A
摘要:
基于方位特征方程(POC)的并联机构拓扑结构设计理论,设计了一种结构简单、零耦合度、能实现三转动(3R)的新型球面并联机构。首先,分析计算了该机构的方位特征集(POC)、自由度(DOF)以及耦合度(k)等拓扑特性,发现该机构包含3个零耦合度的基本运动链(BKC),因此,易求得机构位置正、反解的解析解; 然后,根据位置反解公式,计算分析了机构的工作空间; 并基于雅可比矩阵,对机构的奇异位形进行了分析。该机构可用作机器人的肩、腕和腰等关节,或用作姿态调整装置。
Abstract:
According to the topological design theory of parallel mechanism(PM)based on position and orientation characteristic(POC)equations, a new three-rotational spherical PM with zero coupling degree is designed. Firstly, the POC, degree of freedom and coupling degree of the PM are calculated. It is found that the PM contains three BKC with zero coupling degree. Therefore, the analytical formula of the positive and inverse solution of the PM is directly derived; Then, the workspace of the PM is calculated and analyzed based on the position inverse solution formula and the singular configuration of the PM is analyzed based on the Jacobian matrix.This mechanism can be used as a joint for the shoulder, wrist and waist of a robot, or as an adjustment device of position and orientation.

参考文献/References:

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相似文献/References:

[1]张震,沈惠平,尹洪贺,等.一种新型3T1R并联机构的设计及其运动学分析[J].常州大学学报(自然科学版),2017,(05):57.[doi:10.3969/j.issn.2095-0411.2017.05.009]
　ZHANG Zhen,SHEN Huiping,YIN Honghe,et al.Design and Kinematics Analysis of a Novel 3T1R Parallel Mechanism[J].Journal of Changzhou University(Natural Science Edition),2017,(04):57.[doi:10.3969/j.issn.2095-0411.2017.05.009]

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2020-01-01。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51475050)。
作者简介:沈惠平(1965—),男,江苏吴江人,博士,教授。E-mail: shp65@126.com
引用本文:沈惠平,徐清,王一熙,等.一种零耦合度新型球面并联机构的设计、拓扑分析与运动学[J]. 常州大学学报(自然科学版),2020,32(4):46-54.
更新日期/Last Update: 2020-07-30