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第42卷第6期机械设计Vol.42No.6

2025年6月JOURNALOFMACHINEDESIGNJun.2025

一种新型5自由度并联驱动机构动力学性能分析

刘宏飞，张金柱12，熊晓燕12，史汉卿，刘晟骧，张明泽!

（1.太原理工大学机械与运载工程学院，山西太原030024；

2.太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心，山西太原030024）

摘要：介绍了一种新型5自由度并联驱动机构,根据该机构特点，将机构划分为驱动机构与执行机构。基于拉格朗

日法，通过选取多套局部广义坐标，分别建立了驱动机构与执行机构的动力学模型；利用广义坐标的映射关系得到了整

机动力学模型；基于虚功原理和速度雅可比矩阵得到了驱动力求解方程。定义了驱动功率接近系数和能量传递效率性

能评价指标，通过实例绘制了驱动功率接近系数变化曲线和能量传递效率性能图谱，系统分析了机构末端位置对能量传

递效率的影响规律。该研究为5自由度并联驱动机构的动力学性能分析奠定了理论基础，为其轨迹规划及控制策略选

择提供了理论参考。

关键词：并联驱动机构；动力学；性能评价；驱动功率；能量传递效率

中图分类号：TP24文献标识码：A文章编号：1001-2354(2025)06-0114-08

Analysisondynamicperformanceofnew5-DOFparalleldrivingmechanism

LIUHongfei,ZHANGJinzhu-2,XIONGXiaoyan2,SHIHanqing,

LIUShengxiang’,ZHANGMingze

(1.CollegeofMechanicalandVehicleEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024;

2.EngineeringResearchCenterofAdvancedMetalCompositesFormingTechnologyandEquipment,

MinistryofEducation,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024)

Abstract:Inthisarticle,anew5-DOFparalleldrivingmechanismisintroduced;accordingtoitscharacteristics,themecha-

nismisdividedintothedrivingmechanismandtheexecutivemechanism,WiththehelpoftheLagrangianmethod,thedynamic

modelsofthedrivingmechanismandtheexecutivemechanismaresetupbyselectingmultiplesetsoflocalgeneralizedcoordi-

nates.Themappingrelationshipofthegeneralizedcoordinatesisusedtoconstructthedynamicmodelofthewholemachine.The

driving-forcesolutionequationsareworkedoutaccordingtotheprincipleofvirtualworkandthevelocityJacobianmatrix.Boththe

driving-p