新型3T1R力触觉主端操作并联机构设计与分析
Design and Analysis of a New Type of 3T1R Force Haptic Master Operating Parallel Mechanism
- 机械传动 2021年45卷第10期 页码：57-65
- 作者机构：
1.上海工程技术大学 机械与汽车工程学院， 上海 201600
2.国核电站运行服务技术有限公司， 上海 200233
- 作者简介：
章鹏程（1995— ），男，浙江温州人，硕士研究生；主要研究方向为机器人机构学。
杭鲁滨（1965— ），男，江苏南京人，博士，教授，硕士生导师；研究方向为机器人机构学。
- 基金信息：国家自然科学基金(51475050);上海市科委重点支撑(12510501100)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2021.10.009
中图分类号：
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章鹏程,杭鲁滨,黄晓波等.新型3T1R力触觉主端操作并联机构设计与分析[J].机械传动,2021,45(10):57-65.
Zhang Pengcheng,Hang Lubin,Huang Xiaobo,et al.Design and Analysis of a New Type of 3T1R Force Haptic Master Operating Parallel Mechanism[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(10):57-65.
章鹏程,杭鲁滨,黄晓波等.新型3T1R力触觉主端操作并联机构设计与分析[J].机械传动,2021,45(10):57-65. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.10.009.
Zhang Pengcheng,Hang Lubin,Huang Xiaobo,et al.Design and Analysis of a New Type of 3T1R Force Haptic Master Operating Parallel Mechanism[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(10):57-65. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.10.009.
摘要
具有力触觉反馈主从操作的检测装置是提升核主泵螺栓在线检测准确率、避免核辐射健康损害的有效手段。针对核主泵中空螺栓检测超声探头三平移一转动的深孔运动特征，基于方位特征集并联机构拓扑综合方法，构造了一种新型,,http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=34072404&type=,http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=34072399&type=,63.58466721,4.99533367,力触觉主端并联操作机构；以矢量方程法求解了该机构正逆运动学，并进行了工作空间、运动特性分析和仿真；对应从端深孔检测作业特征进行了工作空间匹配分析和实验验证。该主端力触觉并联机构具有对称折叠性和良好的动平台转动能力，适用于竖向深孔扫查作业，契合从端核主泵螺栓检测装置检测需求，为核主泵螺栓检测装置对孔、扫查任务及主从端运动匹配提供了理论基础。
Abstract
The master-slave operation detection device with force haptic feedback function is an effective method to improve the online detection accuracy of the hollow bolts of reactor coolant pump （RCP） and avoid damage to human health caused by nuclear radiation. In the light of motion characteristics of the ultrasonic testing probe for the hollow bolt detection，a new type of haptic master operation parallel mechanism （4-HSOC{-R,i,1,//R,i,2,（-P（4R））//R,i,3,⊥R,i,4,-}） is constructed by the topology synthesis method of parallel mechanism based on position and orientation characteristics （POC） set. The forward and inverse kinematics of the mechanism is solved by vector equation method，and furthermore the motion characteristics and workspace of the parallel mechanism are analyzed and simulated，the work space matching analysis and experimental verification are carried out for the characteristics of the deep hole detection operation at the end. The moving platform of the master force haptic parallel mechanism possesses symmetric folding property and good rotating ability. It is suitable for deep hole vertical scanning operation and meets the requirements of the slave bolt detection device of reactor coolant pump. It provides the theoretical basis for hole matching，scanning task and motion matching of the master-slave bolt detection device for reactor coolant pump.
关键词
中空螺栓检测力触觉装置并联机构方位特征集工作空间
Keywords
Hollow bolt detectionForce haptic deviceParallel mechanismPOC setWorkspace
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