并联机构中运动／力传递功率最大值的评价.pdfVIP

学兔兔 第 50卷第 3期 机 械 工 程 学 报 VO1．50 NO．3 2014 年 2月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Feb． 2014 DoI： 1O．3901，JME．2014．O3．001 并联机构中运动／力传递功率最大值的评价术 陈 祥 ，2 谢福贵 1,3 刘辛军 ，2 f1．清华大学机械工程系 北京 100084： 2．清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室 北京 100084； 3．清华大学精密仪器系 北京 100084) 摘要：并联机构的本质作用之一是在机构的输入端和输出端之间传递运动和力。对并联机构的性能分析需要从该本质功能出发， 考虑机构运动和力的传递特性。在螺旋理论中，当运动旋量和力旋量进行互易积运算时，其结果表示该力在运动方向上的瞬时 传递功率。结合能效系数法，可将瞬时传递功率和可能的最大传递功率之比定义相关的评价指标，用以分析并联机构的运动／力 传递特性。该指标能否实用的关键问题之一是如何理解和求解可能的传递功率的最大值。根据并联机构中可能存在的不同形式 的运动旋量和力旋量的组合，将功率最大值的求解问题分为五种情况，对每种情况的计算模型进行详细的推导与解释，尤其是 当刚体的力和运动均为浮动的旋量(力旋量／运动旋量)时，提出改进后的特征点法，建立有效的求解模型。此外，以三个常见的并 联机构为例，对机构中运动／力传递功率的最大值进行求解，以进一步说明所提计算模型的合理性和实用性。 关键词：并联机构；运动／力传递；传递功率最大值；特征点法 中图分类号：TH11 EvaluationoftheM aximum ValueofM otion／forceTransmissionPowerin ParallelM anipulators CHENXiang， XIEFugui，。 LIUXinjun， (1．DepartmentofMechanicalEngineering，TsinghuaUniversity,Beijing100084； 2．BeijingKeyLabofPrecision／Ultra—precisionManufacturingEquipmentsandControl，TsinghuaUniversiyt, Beijing100084； 3．DepartmentofPrecisionInstruments，TsinghuaUniversiyt,Beijing100084) Abstract：Oneoftheessentialroles，aparallelmanipulatorplays，istotrna smithtemotionsandforcesbetweenhteinputsand outputs．W hen evaluatingtheperformna ceofapraallelmanipulator,themotionna dforcertansmissibilitybasedonhteessential propertyshouldbeconsidered．Inscrew hteory,thereciprocalproductofawt istna dwrenchscrew isindeedhteinstantaneouspower ofhteforceactedontherigidbody inthedirection ofmovement．Ⅵahteratiocoefficientmehtod．theratiobewt eenhteactual instantnaeouspowerna dthepotentialmaximu