一种两自由度球面并联机构的建模与分析

作     者：杨勇智 程璧 段学超 YANG Yongzhi;CHENG Bi;DUAN Xuechao

作者机构：西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室西安710071 西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心西安710071 

出 版 物：《世界科技研究与发展》 (World Sci-Tech R&D)

年 卷 期：2016年第38卷第5期

页      面：1054-1059页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51405362 51490660)资助 

主　　题：两自由度 球面并联机构 运动学 虚功原理 动力学 

摘      要：基于空间位姿变换和三面角余弦定理,对一种具有两转动自由度的球面并联机构进行运动学建模与分析,从而确定驱动器和末端执行器之间的角度、角速度和角加速度关系。采用虚功原理和一阶影响系数矩阵建立该机构的动力学模型,并通过数值仿真,求解了机构的逆动力学,进而得到了驱动力矩的变化规律。结果表明,运动轨迹规划不当会导致驱动转矩2过大,甚至超出了伺服电机的最大转矩,因此需要对机构的运动规划进行进一步优化,提高其稳定性和可靠性。该研究对提高该机构的运动稳定性和运动控制提供了理论基础。