五自由度并联机械腿静力学性能评价与优化设计.pdfVIP

第20卷第6期 光学精密工程 V01．20No．6 andPrecision 2012年6月 Optics Engineering Jun．2012 文章编号1004—924X(2012)06—1233—10 五自由度并联机械腿静力学性能评价与优化设计 荣 誉L孙，金振林1 (1．燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛066004；2．河北科技师范学院，河北秦皇岛066004) 摘要：为了对一种六足机器人的五自由度并联机械腿进行静力学性能评价和优化设计，提出了一种同时考虑约束力映射 关系和驱动力映射关系的腿部机构静力学分析方法，并基于此方法对机械腿进行了优化设计。首先，通过分析腿部机构 的驱动、约束映射关系，分别建立了腿部机构的驱动雅可比矩阵和约束雅可比矩阵；应用虚功原理建立了腿部机构的驱 动静力传递平衡方程，在定义驱动静力学评价指标的基础上绘制了评价指标分布图，得出了结构参数与驱动静力评价指 标之问的关系曲线。然后，采用同样的方法建立了腿部机构的约束静力传递平衡方程，定义了约束静力学性能评价指 标，得出了结构参数与约束静力评价指标之间的关系曲线。最后，基于驱动、约束静力学性能评价指标，采用蒙特卡罗法 对结构参数进行了优化设计。计算表明，固定平台结构参敷口为200vilm、运动平台结构参数b为80mm，uPu支链长 mm、900 度厶一，f，一分别为500 mm时，腿部机构的静力学综合性能最好。 关键词：井联机械腿；驱动静力传递分析；约束静力传递分析；性能评价#优化设计 中图分类号：TP242．6文献标识码：A doi：10．3788／OPE1233 Static evaluationand performance optimal of lel 5-DOF mechanical design paral leg RONG Zhen-linl Yul’“．JIN Mechanical 066004，China； (1．Collegeof Engineering，YanshanUniversity，Qinhuangdao 2．HebeiNormal Universityof 066004。China) ScienceTechnology，Qinhuangdao *Correspondingauthor，E-mail：lixiangcg@126．corn evaluatethestatic and a for Abstract：To mechanicalthesix- performancedesignoptimallyparallel leg robot，astatic methodbasedonthe ofbothconstraintandactuationforces legged analysis mapping was the mechanicalwas basedonthis constraintand proposed，and leg designed metho