摘要
为了实现对风机叶片的抛磨加工,提出一种弱耦合5-DOF并联机械臂,它采用2-UPS+((2-UPS)+U)PU并联机构,对机械臂的机构进行了分析与设计.首先,采用闭环矢量链建立了机械臂的位置模型,并绘制了工作空间分布图.接着,建立了机械臂的运动学传递模型,基于雅可比矩阵结构对机械臂的解耦性进行了分析,并通过定义运动灵活性评价指标,揭示了机械臂的尺寸参数对其运动灵活性影响规律.然后,建立了机械臂的静力学传递模型,通过定义静力承载能力评价指标,揭示了机械臂的尺寸参数对其静力承载能力影响规律.最后,应用基于性能评价指标的蒙特卡罗法对机械臂的尺寸参数进行了概率分析,以概率分析数据为基础对尺寸参数进行了优选.确定了 一组最优尺寸参数值:固定平台上分支2万向副分布尺寸为250mm、分支3万向副分布尺寸为450mm、分支1的支链4万向副分布尺寸为300mm、分支1的支链5万向副分布尺寸为350mm;分支1的支链4末端球面副与分支1轴线距离为70mm、分支1的支链5末端球面副与分支1轴线距离为80mm;运动平台上分支2末端球面副分布尺寸为100mm、分支3末端球面副分布尺寸为100mm.采用上述优选尺寸参数,设计出弱耦合5-DOF并联机械臂方案.
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