2-SPR/（U+UPR）P（vA）可重构并联机构的运动学与工作空间研究

马春生; 米文博; 尹晓秦; 马振东

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2021.06.001

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

2-SPR/（U+UPR）P（vA）可重构并联机构的运动学与工作空间研究

理论研究 | 更新时间：2022-11-10

- 2-SPR/（U+UPR）P（vA）可重构并联机构的运动学与工作空间研究
- Research of Kinematics and Workspace of 2-SPR/(U+UPR)P(vA) Reconfigurable Parallel Mechanism
- 机械传动 2021年45卷第6期页码：1-7
- 作者机构：
  
  1.中北大学机械工程学院，山西太原 030051
- 作者简介：
  
  马春生（1974— ），男，山西太原人，博士，副教授，主要研究方向为机构理论与机器人技术。
  米文博（1996— ），男，山西太原人，在读硕士研究生，研究方向为并联机构理论与机器人技术。
- 基金信息：
  
  山西省自然科学基金(201801D121183┫山西省研究生教育创新项目┣2020SY350)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2021.06.001
  中图分类号：
扫描看全文
马春生,米文博,尹晓秦等.2-SPR/（U+UPR）P（vA）可重构并联机构的运动学与工作空间研究[J].机械传动,2021,45(06):1-7.

Ma Chunsheng,Mi Wenbo,Yin Xiaoqin,et al.Research of Kinematics and Workspace of 2-SPR/(U+UPR)P(vA) Reconfigurable Parallel Mechanism[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(06):1-7.
马春生,米文博,尹晓秦等.2-SPR/（U+UPR）P（vA）可重构并联机构的运动学与工作空间研究[J].机械传动,2021,45(06):1-7. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.06.001.

Ma Chunsheng,Mi Wenbo,Yin Xiaoqin,et al.Research of Kinematics and Workspace of 2-SPR/(U+UPR)P(vA) Reconfigurable Parallel Mechanism[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(06):1-7. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.06.001.

摘要

提出了一种含可重构运动副的2-SPR/（U+UPR）P（vA）冗余并联机构，可应用于并联操作平台。首先，建立了2-SPR/（U+UPR）P（vA）并联机构的螺旋矩阵，求解机构在R相和U相下的自由度，并应用修正的Kutzbach-Grübler公式对机构的自由度进行了验证；其次，应用闭环矢量法求解机构的两组运动学逆解并验证、应用粒子群优化算法研究建立机构在R相下的正解模型并验证；最后，联合使用SolidWorks和Matlab软件求解了机构在R相下的可达工作空间和U相下的平动工作空间。研究结果为该机构的进一步优化和实际应用提供了理论支持。

Abstract

A 2-SPR/(U+UPR)P(vA) redundant parallel mechanism with reconfigurable kinematic pairs is proposed，which can be applied to parallel operation platform. Firstly，the spiral matrix of the 2-SPR/(U+UPR)P(vA) parallel mechanism is established，the DOF of the mechanism under the R and U phases are solved，and the DOF of the mechanism are verified by using modified Kutzbach-Grübler formula. Secondly，the closed-loop vector method is used to solve the two sets of inverse kinematic solutions of the mechanism and verification，and the particle swarm optimization algorithm is used to study and establish the positive solution model of the mechanism under the R phase and verify. Finally，software to solve the mechanism's reachable workspace under the R phase and the translational workspace under the U phase are solved using SolidWorks combing with Matlab. The research results provide theoretical support for the further optimization and practical application of the mechanism.

关键词

可重构并联机构运动学分析粒子群优化工作空间

Keywords

Reconfigurable parallel mechanismKinematics analysisParticle swarm optimizationWorkspace

references

叶伟，谢镇涛，李秦川.一种可用于微创手术的并联机构运动学分析与性能优化［J/OL］.机械工程学报：1-10［2020-07-11］.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2787.TH20200630.1400.024.htmlhttp://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2787.TH20200630.1400.024.html.

YE Wei，XIE Zhentao，LI Qinchuan.Kinematics analysis and performance optimization of a parallel mechanism that can be used for minimally invasive surgery ［J/OL］.Journal of Mechanical Engineering：1-10 ［2020-07-11］.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2787.TH20200630.1400.024.htmlhttp://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2787.TH20200630.1400.024.html.

周毅钧，陈业富，苏荣海.2RPS/2SPS并联机构及运动学分析［J］.机械传动，2020，44（6）：115-120.

ZHOU Yijun，CHEN Yefu，SU Ronghai.2RPS/2SPS parallel mechanism and kinematics analysis［J］.Journal of Mechanical Transmission，2020，44（6）：115-120.

王汝贵，李屹豪，黄慕华，等.一种新型六自由度可重构并联机构的奇异性分析［J］.广西大学学报（自然科学版），2019，44（2）：306-315.

WANG Rugui，LI Yihao，HUANG Muhua，et al.Singularity analysis of a novel six-degree-of-freedom reconfigurable parallel mechanism［J］.Journal of Guangxi University （Natural Science Edition），2019，44（2）：306-315.

王森，李艳文，陈子明，等.变轴线生物融合式膝关节康复机构型综合［J］.机械工程学报，2020，56（11）：72-79.

WANG Sen，LI Yanwen，CHEN Ziming，et al.Variable-axis bio-fusion knee joint rehabilitation mechanism type synthesis［J］.Journal of Mechanical Engineering，2020，56（11）：72-79.

郭强，崔国华，张帆，等.5自由度4-SPRR-SPR并联机构的运动学与工作空间分析［J］.机械传动，2019，43（12）：97-102.

GUO Qiang，CUI Guohua，ZHANG Fan，et al.Kinematics and workspace analysis of 5-SPRR-SPR parallel mechanism［J］.Journal of Mechanical Transmission，2019，43（12）：97-102.

陈淼，张氢，陈文韬，等.一种新型冗余驱动并联机构运动学分析［J］.机电一体化，2020，26（3）：27-33.

CHEN Miao，ZHANG Qing，CHEN Wentao，et al.Kinematics analysis of a new type of redundant drive parallel mechanism［J］.Mechatronics，2020，26（3）：27-33.

朱志强，熊艳红.基于Matalb的纯平动3-UPU并联机构正运动位置解及工作空间分析［J］.机械传动，2019，43（3）：65-71.

ZHU Zhiqiang，XIONG Yanhong.Matalb-based solution of positive motion position and working space analysis of purely parallel 3-UPU parallel mechanism［J］.Journal of Mechanical Transmission，2019，43（3）：65-71.

刘勇，许勇，吕叶萍，等.全对称4-URU并联机构运动性能分析与尺度优化［J］.机械传动，2019，43（7）：35-40.

LIU Yong，XU Yong，LÜ Yeping，et al.Kinematic performance analysis and scale optimization of fully symmetric 4-URU parallel mechanism［J］.Journal of Mechanical Transmission，2019，43（7）：35-40.

沈惠平，赵迎春，许可，等.一种可重构、部分运动解耦的空间n维平移1维转动并联机构的拓扑及其运动学设计［J］.中国机械工程，2019，30（4）：413-422.

SHEN Huiping，ZHAO Yingchun，XU Ke，et al.Topology and kinematics design of a reconfigurable，partially motion decoupled spatial n-dimensional translation 1-dimensional rotating parallel mechanism［J］.China Mechanical Engineering，2019，30（4）：413-422.

张彦斌，荆献领，韩建海，等.新型RR-RURU踝关节康复机器人机构的设计与分析［J］.中国机械工程，2019，30（14）：1734-1741.

ZHANG Yanbin，JING Xianling，HAN Jianhai，et al.Design and analysis of a new RR-RURU ankle rehabilitation robot mechanism［J］.China Mechanical Engineering，2019，30（14）：1734-1741.

ZHANG B，LIU F，LI J D，et al.Dynamic analysis and control research of a 3-DOF hydraulic driven parallel mechanism［J］.Recent Patents on Mechanical Engineering，2020，13（2）：156-170.

JIN X D，FANG Y F，ZHANG D，et al.Design of dexterous hands based on parallel finger structures［J］.Mechanism and Machine Theory，2020，152：103952.

CHEN Z M，LI M，KONG X W，et al.Kinematics analysis of a novel 2R1T 3-PUU parallel mechanism with multiple rotation centers［J］.Mechanism and Machine Theory，2020，152：103938.

ARIAN A，ISAKSSON M，GOSSELIN C.Kinematic and dynamic analysis of a novel parallel kinematic Schönflies motion generator［J］.Mechanism and Machine Theory，2019，147：103629.

ZHANG Z H，LI D L，LI C X.Analysis method of screw algebra for motion characteristics of a 4-URU parallel metamorphic mechanism［J］.Advanced Materials Research，2013，2526：2062-2065.

YE W，CHAI X X，ZHANG K T.Kinematic modeling and optimization of a new reconfigurable parallel mechanism［J］.Mechanism and Machine Theory，2019，149：103850.

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

一种车载轮椅自动收放机械臂设计与运动分析

3-RSS与3-RUU同轴驱动布局并联机器人工作空间的对比分析研究

微创手术机器人多从操作臂系统结构设计

一种无耦合移动并联机器人机构的结构设计与运动学分析

一种Tripod并联机器人运动学与工作空间分析