2RUPaR-2RRU并联机构性能分析与尺度优化
Performance Analysis and Dimensional Optimization of 2RUPaR-2RRU Parallel Mechanism
- 机械传动 2022年46卷第9期 页码：49-58
- 作者机构：
1.重庆工程职业技术学院 智能制造学院， 重庆 402260
2.重庆工商大学 制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室， 重庆 400067
3.泸州职业技术学院 智能制造与汽车工程学院， 四川 泸州 646600
- 作者简介：
车林仙（1971— ），男，四川泸州人，博士，教授；研究方向为机器人机构学及智能优化设计。
- 基金信息：>重庆市自然科学基金(cstc2020jcyj-msxmX0074);重庆市教育委员会科学技术研究重点项目(KJZD-K201803401，KJZD-K202101001);泸州职业技术学院科研创新团队建设项目(2021YJTD04)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2022.09.007
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车林仙,何兵,李杰等.2RUPaR-2RRU并联机构性能分析与尺度优化[J].机械传动,2022,46(09):49-58.
Che Linxian,He Bing,Li Jie,et al.Performance Analysis and Dimensional Optimization of 2RUPaR-2RRU Parallel Mechanism[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(09):49-58.
车林仙,何兵,李杰等.2RUPaR-2RRU并联机构性能分析与尺度优化[J].机械传动,2022,46(09):49-58. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.09.007.
Che Linxian,He Bing,Li Jie,et al.Performance Analysis and Dimensional Optimization of 2RUPaR-2RRU Parallel Mechanism[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(09):49-58. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.09.007.
摘要
提出了一种新型面对称两移动两转动2RUP,a,R-2RRU并联机构，应用旋量理论分析其自由度，并确定了其运动特性。该机构可作为振动筛的本体结构。建立机构位置分析模型，得到位置逆解解析表达式；应用矢量法分析机构速度，得到输入、输出Jacobian矩阵，并据此分析了机构奇异位形；应用输入、输出传递指标评价机构运动和力传递性能，给出有效传递姿态工作空间和有效传递位置工作空间（Effective transmission positional workspace，ETPW）的定义和数值计算方法。以ETPW最大为目标，建立机构尺度参数约束优化模型，并应用差分进化算法求解该问题；给出了机构尺度优化设计实例。结果表明，模型和算法可行有效，优化后的机构ETPW明显增大。
Abstract
A novel plane symmetric 2RUP,a,R-2RRU parallel mechanism with two translational and two rotational degrees of freedom is proposed， and it is can be used as the main body structure of a vibrating screen. The screw theory is applied to analyze its degrees of freedom and to identify the motion characteristics. The displacement analysis model is established to obtain the analytical expressions of inverse displacement solutions to this mechanism. This study analyzes the velocity of the mechanism by means of the vector method and derives the input and output Jacobian matrices. On this basis， the possible singular configurations of the mechanism are investigated. The input and output transmission indices are used to evaluate the motion and force transmission performances of the mechanism. Furthermore， the definition， the numerical calculation method of the effective transmission orientation workspace and the effective transmission positional workspace （ETPW） are introduced. A constrained optimization model is constructed to formulate the design problem of dimensional parameters on the maximizing ETPW， and the differential evolutionary algorithm is employed to solve this problem. A case of dimensional optimization design of the mechanism is given to show that the presented model and algorithm are feasible and effective. The ETPW of the mechanism obtained by optimization design is better than that obtained by the experience design.
关键词
并联机构位置分析奇异位形性能指标尺度参数优化
Keywords
Parallel mechanismDisplacement analysisSingular configurationPerformance IndexDimensional parameters optimization
references
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