一种新型4自由度并联机床构型设计与运动学分析

何镏源; 梅瑛; 许文文; 沈祚; 李瑞琴

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2019.03.015

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

一种新型4自由度并联机床构型设计与运动学分析

设计计算 | 更新时间：2022-10-03

- 一种新型4自由度并联机床构型设计与运动学分析
- Configuration Design and Kinematics Analysis of a New 4-DOF Parallel Machine Tool
- 机械传动 2019年43卷第3期页码：83-89
- 作者机构：
  
  1.中北大学机械工程学院，山西太原 030051
- 作者简介：
  
  何镏源（1991— ），男，湖北黄冈人，硕士研究生，研究方向为机械机构理论与机器人技术。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51275486);山西省回国留学人员科研资助项目(2017087);国家自然科学基金(51375350)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2019.03.015
  中图分类号：
扫描看全文
何镏源,梅瑛,许文文等.一种新型4自由度并联机床构型设计与运动学分析[J].机械传动,2019,43(03):83-89.

He Liuyuan,Mei Ying,Xu Wenwen,et al.Configuration Design and Kinematics Analysis of a New 4-DOF Parallel Machine Tool[J].Journal of Mechanical Transmission,2019,43(03):83-89.
何镏源,梅瑛,许文文等.一种新型4自由度并联机床构型设计与运动学分析[J].机械传动,2019,43(03):83-89. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.03.015.

He Liuyuan,Mei Ying,Xu Wenwen,et al.Configuration Design and Kinematics Analysis of a New 4-DOF Parallel Machine Tool[J].Journal of Mechanical Transmission,2019,43(03):83-89. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.03.015.

摘要

提出了一种能实现沿,y,轴、,z,轴移动和绕,x,轴、,y,轴转动的新型4自由度部分解耦并联机构，将该并联机构辅以能实现主轴,x,轴移动和,x,轴转动的动平台，共同组成一种新型并联机床构型；此机床机构特为涡轮叶片加工而设计。对机构进行了运动学分析，得到了运动学方程和雅可比矩阵；使用几何方法对机构的工作空间进行了分析，利用雅可比矩阵证明工作空间没有奇点，并获得了给定任务下的机构执行器所需行程长度。

Abstract

A new 4-DOF partially decoupled parallel mechanism which can move along the ,y,-axis， ,z,-axis and rotate around the ,x,-axis and ,y,-axis is proposed. The mechanism is supplemented by a moving platform which can move the x-axis and rotate the ,x,-axis of the spindle. The mechanism is designed for machining turbine blades. The kinematics analysis of the mechanism carried out， the kinematics equation and Iacobian matrix are obtained. The workspace of the mechanism is analyzed by using the geometric method， the Jacobian matrix is used to prove that the scheme has no singularities in its workspace， the required stroke length of the actuator for the defined task is obtained.

关键词

并联机床运动学叶片加工工作空间分析奇异性

Keywords

Hybrid machine toolKinematicsBlade machiningWorkspace analysisSingularity

references

李金泉，丁洪生，付铁，等. 并联机床的历史、现状及展望［J］. 机床与液压， 2003（3）：3-7.

黄真，孔令富，方跃法. 并联机器人机构学理论及控制［M］. 北京：机械工业出版社， 1997：36-64.

程仙国，赵恒华，高兴军. 并联机床的研究现状与展望［J］. 机械制造与自动化， 2007（3）：8-10.

彭忠琦. 并联机构的发展及应用［J］. 光机电信息， 2011， 28（12）：45-50.

ROLLAND L. The manta and the kanuk： Novel 4-dof parallelmechanisms for industrial handling［C］. ASME Dynamic Systemsand Control Division， IMECE’99 Conference， 1999：831-844.

陈文家，赵明扬，房立金，等. 基于四自由度并联机构的数控机床研究［J］. 扬州大学学报， 2001（2）：50-54.

WU J B， YIN Z P， XIONG Y L. Singularity analysis of a novel 4-dof parallel manipulator H4［J］. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology， 2006， 29（7/8）：794-802.

WU J B， YIN Z P. A novel 4-DOF parallel manipulator H4［C］. parallel manipulators， towards new applications， ITech Educationand Publishing， Vienna， 2008：405-448.

BRIOT S， ARAKELIAN V， GUEGAN S. Design and prototyping of apartially decoupled 4-DOF 3T1R parallel manipulator with high-loadcarrying capacity［J］. Journal of Mechanical Design， 2008， 130：122-303.

PIERROT F， NABAT V， et al. Optimal design of a 4-dof parallel manipulator： from academia to industry［J］. IEEE Transactions on Robotics， 2009， 25（2）：213-224.

KUO C-H ， DAI J S. Kinematics of a fully-decoupled remotecenter-of-motion parallel manipulator for minimally invasive surgery［J］. Journal of Medical Devices， 2013， 6（2）：132-139.

季晔，刘宏昭，原大宁，等. 一种四自由度并联机构的性能指标分析［J］. 中国机械工程， 2012， 23（3）：258-263.

田杰宇，田蔚华，张弛，等. 基于并联机构的核雕专用设备的设计与研究［J］. 机床与液压， 2017， 45（23）：33-35.

何克红. 汽轮机叶片并联抛光机系统的研究［D］. 上海：东华大学， 2007：13-24.

苏莹，郭旭伟，张华. 基于并联机床的汽轮机叶片加工［J］. 黑龙江科技信息， 2007（9）：4.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

环形3-PPR平面并联机构设计与分析

5自由度并联机器人位姿与工作空间特性分析

前进式爬梯轮椅的结构设计与运动稳定性研究

基于RC/RRU并联机构的变迎角扑翼飞行器设计