少自由度并联机构关键技术与理论研究现状与展望.pdfVIP

2011年7月 机床与液压 [u1．201l 第39卷 第 13期 MACHINE T0OL HYDRAULICS VolI39No．13 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．13．040 少自由度并联机构关键技术与理论研究现状与展望 阮鸿雁，王云鹤 (江苏大学机电研究所，江苏镇江212013) 摘要：详细介绍少 自由度并联机构的特点、相关基础理论及关键技术的研究现状和进展，根据国内外的研究成果，指 出现存的问题，并展望未来的研究热点和发展趋势。 关键词：少自由度并联机构；研究现状 ；发展趋势 中图分类号：TP242 文献标识码 ：A 文章编号：1001—3881(2011)13—133—4 TheResearchSituationandProspectionofKeyTechonlogy andTheoryforLower．freedom ParallelStructure RUAN Hongyan，WANG Yunhe (MechatronicalInstitute，JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China) Abstract：Thecharacteristicsof·lower-·rfeedom parallelmechanism andresearchsituationofrelatedbasictheroyaswellaSthekey technologieswereillustrated．Accordingtotheresearchefforthomena dabroad，theexistingproblemswerepointedout，andthere— searchhotspotsinthefutureaswellasthedevelopmenttrendwasprospected． Keywords：Lower—rfeedom parallelmechna ism；Researchstate；Developmenttrend 自20世纪60年代Stewa~提出一种新型的6自由 法 。近年来国内外学者采用的并联机构构型的研究 度空间并联机构以来，并联机构便以其结构简单 、累 方式主要有以下几种：基于机构的结构公式的构型方 积误差小、运动速度高等优点引起了国内外研究人员 法 、基于螺旋理论的综合方法、基于群论和微分几何 的浓厚兴趣。随着研究的深入，6自由度并联机构的 的综合方法、基于单开链的型综合方法以及基于集合 不足和弱点逐渐暴露出来：如位置空间和姿态空间的 的综合方法。TSAI 在 1999年用基于计算 自由度的 强耦合 ；动平台实现的姿态能力差；无显式运动学正 Grtibler—Kutzbach公式的列举法综合 了一类三 自由度 解；设计和控制比较复杂等 。同时绝大多数场合也 并联机构。然而随着研究的深入 ，人们发现列举法也 不需要6自由度的机构 ，于是少 自由度并联机构便应 存在一些问题 ，如 Merlet 在2002年 ASME年会 的 运而生。所谓少 自由度并联机构是指 自由度少于6的 特邀主题报告指 出，列举法 “未考虑运动副的几何 空间并联机构 ，又因为 自由度为 1、2的并联机构在 布置，容易得出无效的结果”；黄真等人 基于运 实际应用中很少涉及 ，所以通常意义上所说的少 自由 动螺旋、约束螺旋、反螺旋和螺旋系线性相关性等概 度并联机构是指 自由度为3、4、5的并联机构。少 自 念 ，提出用约束力一反螺旋理论研究并联机构的型综 由度并联机构与传统的Stewart相 比具有运动件少、 合方法；赵