3-UPS/RPP并联机构设计与运动特性研究

吴范徐齐; 许蔷; 刘生; 顾明明

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2020.05.009

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

3-UPS/RPP并联机构设计与运动特性研究

设计计算 | 更新时间：2022-11-10

- 3-UPS/RPP并联机构设计与运动特性研究
- Research of Design and Kinematic Characteristic of a 3-UPS/RPP Parallel Mechanism
- 机械传动 2020年44卷第5期页码：59-64
- 作者机构：
  
  1.南京林业大学机械电子工程学院，江苏南京 210037
- 作者简介：
  
  吴范徐齐（1996— ），男，安徽芜湖人，硕士研究生，主要研究方向为机器人技术。
  许蔷（1971— ），女，江苏南京人，副教授，研究方向为机器人技术。
- 基金信息：
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2020.05.009
  中图分类号：
扫描看全文
吴范徐齐,许蔷,刘生等.3-UPS/RPP并联机构设计与运动特性研究[J].机械传动,2020,44(05):59-64.

Mingming Wu-Fan Xuqi Xu Qiang Liu Sheng Gu.Research of Design and Kinematic Characteristic of a 3-UPS/RPP Parallel Mechanism[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(05):59-64.
吴范徐齐,许蔷,刘生等.3-UPS/RPP并联机构设计与运动特性研究[J].机械传动,2020,44(05):59-64. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.05.009.

Mingming Wu-Fan Xuqi Xu Qiang Liu Sheng Gu.Research of Design and Kinematic Characteristic of a 3-UPS/RPP Parallel Mechanism[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(05):59-64. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.05.009.

摘要

设计了一种可以实现两移一转的新型3自由度并联机构3-UPS/RPP。该结构在传统的3-UPS结构基础上加入了一条RPP结构的约束支链，应用螺旋理论分析约束链得知，该3-UPS/RPP并联机构可实现平面内的一维转动和二维移动。在自由度分析的基础上，构建了3-UPS/RPP并联机构的运动学模型，通过对驱动支链和约束支链的分解分析，给出了3-UPS/RPP并联机构位置逆解的解析表达；随后，基于位置逆解结果，确定了工作空间的搜索流程，并据此在Matlab软件中求解了该机构的工作空间；最后，对该3-UPS/RPP并联机构进行了运动学控制仿真。结果表明，系统具有较高的动态轨迹跟踪控制精度，适用于实际应用。

Abstract

Abstract A new 3-DOF parallel mechanism 3-UPS/RPP is designed， which can realize two shifts and one rotation. Based on the traditional 3-UPS structure， a constrained branched chain of RPP structure is added to the structure. The spiral theory is applied to analyze the constrained chain. It is found that the proposed 3-UPS/RPP parallel mechanism can realize one-dimensional rotation and two-dimensional movement in the plane. On the basis of degree of freedom analysis， the kinematics model of 3-UPS/RPP parallel mechanism is further constructed. Through the decomposition analysis of driving and constrained branching chains， the analytical expression of inverse solution of position of 3-UPS/RPP parallel mechanism is given. Based on the results of inverse solution of position， a workspace search process is constructed， and the workspace of the mechanism is solved in Matlab software. Finally， the kinematics control simulation of the 3-UPS/RPP parallel mechanism is carried out. The simulation results show that the system has high dynamic trajectory tracking control accuracy and is suitable for practical application.

关键词

并联机构位置逆解工作空间运动学控制

Keywords

Parallel mechanismInverse solution of positionWorkspaceKinematics control

references

汤腾飞，张俊.3-PRS并联机器人概念设计与运动特性研究[J].机械传动，2019，43（1）:35-39.

TANG Tengfei，ZHANG Jun.Research of conceptual design and kinematic characteristic of a 3-PRS parallel kinematic machine[J].Journal of Mechanical Transmission，2019，43（1）:35-39.

张超，李彬，赵新华.一种三自由度并联机构运动学及工作性能分析[J].制造业自动化，2017，39（9）:54-58.

ZHANG Chao，LI Bin，ZHAO Xinhua.Kinematics and working performance analysis of a 3-DOF parallel mechanism[J].Manufacturing Automation，2017，39（9）:54-58.

李坤全，文睿.空间三平移全柔性并联机构构型设计[J].机械传动，2018，42（6）:86-89.

LI Kunquan，WEN Rui.Configuration design for the spatial 3-DOF translation fully compliant parallel mechanism[J].Journal of Mechanical Transmission，2018，42（6）:86-89.

李蕊，代小林，姜洪州，等.新型三转动并联机构的动力学分析[J].现代制造工程，2010（1）:115-118.

LI Rui，DAI Xiaolin，JIANG Hongzhou，et al.Kinematics analysis of the 3-DOF rotation parallel mechanism[J].Modern Manufacturing Engineering，2010（1）:115-118.

ZHAO Y.Dimensional synthesis of a three translational degrees of freedom parallel robot while considering kinematic anisotropic property[J].Robotics and Computer-Integrated Manufacturing，2013，29（1）:169-179.

李仕华，田志立，王子义，等.具有连续转轴的对称2R1T三自由度并联机构型综合[J].机械工程学报，2017，53（23）:74-82.

LI Shihua，TIAN Zhili，WANG Ziyi，et al.Type synthesis of 2R1T symmetrical parallel mechanism with continuous rotation axes[J].Journal of Mechanical Engineering，2017，53（23）:74-82.

LI Q C，HERVÉACUTE J M.1T2R parallel mechanisms without parasitic motion[J].IEEE Transactions on Robotics，2010，26（3）:401-410.

HUNT K H.Structural kinematics of in-parallel-actuated robot-arms[J].Journal of Mechanical Design，1983，105（4）:705-712.

邓嘉鸣，许可，赵迎春，等.无寄生运动非对称空间2T1R并联机构设计与运动学分析[J].农业机械学报，2018，49（6）:408-417.

DENG Jiaming，XU Ke，ZHAO Yingchun，et al.Design and kinematics analysis of asymmetric 2T1R-type spatial parallel mechanism without parasitic motion[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2018，49（6）:408-417.

黄真，赵永生，赵铁石.高等空间机构学[M].2版.北京：高等教育出版社，2014:159-161.

HUANG Zhen，ZHAO Yongsheng，ZHAO Tieshi.Higher spatial mechanism[M].2th ed.Beijing:Higher Education Press，2014:159-161.

沈惠平，吴成琦，许可，等.一种零耦合度三平移并联机构的设计及运动学[J].中国机械工程，2019，30（6）:658-664.

SHEN Huiping，WU Chengqi，XU Ke，et al.Design and pinematics of 3-translation parallel mechanisms with zero coupling degree[J].China Mechanical Engineering，2019，30（6）:658-664.

黄亚太，林光春，黄亮.三自由度并联机构的位置及工作空间分析[J].组合机床与自动化加工技术，2017（7）:18-21.

HUANG Yatai，LIN Guangchun，HUANG Liang.Position and workspace analysis of a 3-DOF parallel manipulator[J].Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique，2017（7）:18-21.

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

暂无数据