机械传动2022,Vol.46Issue(5) :25-34,41.DOI:10.16578/j.issn.1004.2539.2022.05.004

3-PRS并联机构冗余设计与工作空间分析

Redundancy Design and Workspace Analysis of 3-PRS Parallel Mechanism

黄俊杰 王鹏霏 张博文 赵俊伟
机械传动2022,Vol.46Issue(5) :25-34,41.DOI:10.16578/j.issn.1004.2539.2022.05.004

3-PRS并联机构冗余设计与工作空间分析

Redundancy Design and Workspace Analysis of 3-PRS Parallel Mechanism

黄俊杰 1王鹏霏 1张博文 1赵俊伟1
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作者信息

  • 1. 河南理工大学 机械与动力工程学院,河南 焦作 454003
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摘要

并联机构的冗余特性具有增大有效工作空间、实现容错运动等优点,可提高并联机构的性能.基于3-PRS并联机构结构特点,从运动子支链的构型出发,设计出具有冗余的运动子支链,提出了3-PR(P)S冗余并联机构;运用螺旋理论分析3-PR(P)S冗余并联机构的自由度,建立运动学模型,推导了运动学方程;针对经典蒙特卡洛法求解并联机构工作空间存在边界粗糙、精确度不够问题,提出了一种基于边界极值点增密的蒙特卡洛法,并对3-PR(P)S冗余并联机构进行工作空间分析,给出了具体的求解步骤;最后,通过Matlab进行编程与仿真,绘制出不同参数下3-PRS并联机构与其冗余并联机构的工作空间图谱.结果表明,在相同参数下,3-PR(P)S冗余并联机构的工作空间较3-PRS并联机构有较大的改善.研究为轨迹规划、容错控制提供了理论基础.

关键词

3-PRS并联机构/冗余结构设计/螺旋理论/工作空间

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基金项目

国家自然科学基金(U1504503)

河南省科技攻关计划(222102220008)

河南省科技攻关计划(212102210045)

河南省高等学校基本科研业务费项目(NSFRF210339)

出版年

2022
机械传动
郑州机械研究所 中国机械通用零部件工业会齿轮分会 中国机械工程学会

机械传动

CSTPCD北大核心
影响因子:0.534
ISSN:1004-2539
被引量5
参考文献量9
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