Analysis and Parameter Optimum of a New 4-DOF 4PPaRR Parallel Mechanism

Huiping Li; Feng Ou

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2019.07.017

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Analysis and Parameter Optimum of a New 4-DOF 4PPaRR Parallel Mechanism

Design· Calculation | 更新时间：2022-09-24

- Analysis and Parameter Optimum of a New 4-DOF 4PPaRR Parallel Mechanism
- Journal of Mechanical Transmission Vol. 43, Issue 7, Pages: 91-97(2019)
- 作者机构：
  
  1.商丘学院机械与电气信息学院，河南商丘 476000
  2.北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京 100044
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2019.07.017
  CLC：
扫描看全文
李慧平,欧峰.一种新型的4自由度4PPaRR并联机构的分析与参数优化研究[J].机械传动,2019,43(07):91-97.

Li Huiping,Ou Feng.Analysis and Parameter Optimum of a New 4-DOF 4PPaRR Parallel Mechanism[J].Journal of Mechanical Transmission,2019,43(07):91-97.
李慧平,欧峰.一种新型的4自由度4PPaRR并联机构的分析与参数优化研究[J].机械传动,2019,43(07):91-97. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.07.017.

Li Huiping,Ou Feng.Analysis and Parameter Optimum of a New 4-DOF 4PPaRR Parallel Mechanism[J].Journal of Mechanical Transmission,2019,43(07):91-97. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.07.017.

摘要

提出一种新型4自由度4PPaRR并联机构。采用方位特征集理论对4PPaRR并联机构进行机构的拓扑特性分析，验证了机构的自由度以及运动性质，分析了该机构的运动学逆解，并通过数值法求解机构的工作空间，然后定义一个转动性能指标来分析机构的转动能力，最后，基于蝗虫优化算法（GOA）对机构结构尺寸进行尺度优化。研究结果表明，4PPaRR并联机构的具有较大的工作空间且较好的转动能力。优化结果为后期样机研制、轨迹规划提供了理论依据。

Abstract

The parallel mechanism of four-degree-of-freedom (4-DOF) 4PPaRR is proposed. Then its topological characteristic of analysis 4PPaRR parallel mechanism is performed based on the theory of position and orientation characteristic (POC), and the degree of freedom and motion property are validated by it. The inverse kinematics of the mechanism is analyzed, and the workspace of the 4PPaRR parallel mechanism is solved by numerical method. Then a performance index is defined in order to analyze the rotational capacity of 4PPaRR parallel mechanism, The scale optimization of parallel mechanism size is carried out based on Grasshopper Optimization Algorithm（GOA）in the end. The research results show that the 4PPaRR parallel mechanism has larger workspace and rotation capability. The optimization results can provide a theoretical basis for later prototype development and trajectory planning.

关键词

并联机构方位特征集工作空间参数优化

Keywords

Parallel mechanismPosition and orientation characteristicWorkspaceParameter optimum

references

BIHARI B， KUMAR D， JHA C， et al. A geometric approach for the workspace analysis of two symmetric planar parallel manipulators［J］. Robotica， 2016， 34（4）：738-763.

XIE F， LIU X J. Analysis of the kinematic characteristics of a high-speed parallel robot with Sch（o）nflies motion： Mobility， kinematics，and singularity［J］. Frontiers of Mechanical Engineering， 2016， 11（2）：135-143.

杨桂林，吴存存，陈庆盈，等. 3T1R并联机构运动学分析与优化设计［J］. 农业机械学报， 2017（12）：386-394.

吴存存，杨桂林，陈庆盈，等. 四自由度2PPPaR并联机构运动学及性能分析［J］. 机械工程学报， 2018， 54（3）：36-45.

沈惠平，邵国为，邓嘉鸣，等. 一种新型低耦合度非全对称三平移一转动并联机械手及其运动学分析［J］. 中国机械工程， 2017， 28（19）：2289-2299.

沈惠平，尹洪贺，邵国为，等. 低耦合度3T1R并联操作手设计与运动学分析［J］. 农业机械学报， 2017， 48（5）：405-412.

杨廷力，刘安心，沈惠平，等. 基于方位特征方程的3T-1R并联机构的拓扑结构综合［J］. 机械工程学报， 2017， 53（21）：54-64.

沈惠平，强恒存，曾氢菲，等. 基于结构降耦的一类低耦合度新型3T1R并联机构的拓扑设计［J］. 中国机械工程， 2017， 28（10）：1163-1171.

陈海，秦友蕾，曹毅. 基于螺旋理论的3T1R 完全解耦并联机构型综合［J］. 中国机械工程， 2015， 26（24）：3282-3288.

石志新，叶梅燕，罗玉峰，等. 四自由度两模式并联机构结构综合与位置分析［J］. 农业机械学报， 2017， 48（4）：383-389.

高峰，黄玉美，史文浩，等. 3-RPS并联机构工作空间分析的球坐标搜索法［J］. 西安理工大学学报， 2001， 17（3）：239-242.

杨廷力. 机器人机构拓扑结构学［M］. 北京：机械工业出版社， 2004：53-87.

夏永强，罗玉峰，石志新，等. 基于水波法的并联机构的工作空间分析与参数优化研究［J］. 机械传动， 2018， 42（6）：58-63.

刘辛军，汪劲松，王启明，等. 一种空间3自由度并联机器人的工作空间和转动能力分析［J］. 自然科学进展， 2005， 15（2）：212-220.

耿明超，赵铁石，张灿果. 2RUS/2RRS并联机构及其运动学分析［J］. 机械传动， 2018， 42（2）： 32-45.

JIANG X， LI S. BAS： Beetle antennae search algorithm for optimization problems［J］. International Journal of Robotics and Control， 2018， 1（1）：136-145.

SAREMI S， MIRJALILI S， LEWIS A. Grasshopper optimisation algorithm： theory and application［J］. Advances in Engineering Software， 2017， 105：30-47.

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Kinematics Analysis and Parameter Optimization of a Novel 3T1R Parallel Robot Mechanism

Size Optimization Design of 3T1R Parallel Mechanism based on Workspace

Study on the Workspace and Structural Parameter Optimum of Parallel Mechanism based on Waterwave Method

Design and Analysis of a Parallel Mechanism for Circular Spherical Translation and One-dimensional Rotation

Kinematics, Singularity and Workspace Analysis of a Novel 3T Parallel Mechanism Based on SKC

Related Author

No data

Related Institution

Department of Automotive and Mechanical Engineering， Gansu Vocational and Technical College of Communications

School of Mechanical Engineering， Shanghai University of Engineering Science

School of Mechanical and Electrical Engineering,Nanchang University

East China Jiaotong University

School of Mechatronics Engineering,Nanchang University

⁰