一种新型的4自由度4PPaRR并联机构的分析与参数优化研究

李慧平; 欧峰

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2019.07.017

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一种新型的4自由度4PPaRR并联机构的分析与参数优化研究

设计计算 | 更新时间：2022-09-24

- 一种新型的4自由度4PPaRR并联机构的分析与参数优化研究
- Analysis and Parameter Optimum of a New 4-DOF 4PPaRR Parallel Mechanism
- 机械传动 2019年43卷第7期页码：91-97
- 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：
  
  李慧平（1984— ），女，河南商丘人，硕士，讲师，研究方向为机械设计及力学分析。
- 基金信息：
  
  北京市自然科学基金(1183062)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2019.07.017
  中图分类号：
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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

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