一种1T2R并联动力头的运动学分析与优化设计

作     者：宋轶民 张嘉滕 孙涛 Song Yimin;Zhang Jiateng;Sun Tao

作者机构：天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300072 

出 版 物：《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 (Journal of Tianjin University：Science and Technology)

年 卷 期：2014年第47卷第10期

页      面：863-870页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51075295 51205278 51135008) 高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(2012003211003 2012003212003) 天津市应用基础与前沿技术研究计划资助项目(11JCZDJC22700 13JCQNJC04600) 

主　　题：并联动力头 运动学 量纲统一的雅可比矩阵 尺度综合 

摘      要：面向飞机等大型结构件高效加工的需求,提出了一种新型5坐标可重构作业单元执行机构(称之为1T2R并联动力头)的运动学分析与设计方法.首先,借助闭环矢量法构造该类3自由度并联动力头的位置逆解模型,推导量纲统一的速度雅可比矩阵.利用数值搜索法搜索该机构的可达空间,研究关键参数对工作空间的影响规律.然后,以动平台外接圆半径为参照归一化设计参数,利用量纲统一雅可比矩阵的条件数构造兼顾机构运动学性能平均水平与波动量的全域评价指标,将其作为目标函数.最后,依据工程需求及性能要求,结合工作空间分析,确定约束条件,利用灵敏度分析实现机构尺度参数的综合,并用MATLAB遗传算法工具箱予以验证.此研究成果可为该类1T2R并联动力头的详细机械设计奠定理论基础.