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      并聯機構的運動學分析

      2014-08-29 16:10 作者:管理員11 來源:未知 瀏覽: 字號:

      摘要:并聯機構的運動學分析 并聯機構運動學的主要任務是描述并聯機構關節 與組成并聯機構的各剛體之間的運動關系。大多數并 聯機構都是由一組通過運動副(關節)連接而成的 剛性連桿構成。不管并聯機構關節采用何種運動副, 都可以將它們分解為單自由度的轉動副和移

      并聯機構的運動學分析
          并聯機構運動學的主要任務是描述并聯機構關節
      與組成并聯機構的各剛體之間的運動關系。大多數并
      聯機構都是由一組通過運動副(關節)連接而成的
      剛性連桿構成。不管并聯機構關節采用何種運動副,
      都可以將它們分解為單自由度的轉動副和移動副,F
      以一個并聯機構的實例來介紹并聯機構的位盆分析、
      運動學逆解和正解計算。
      1并聯機構的位里分析
          圖11.8-8所示是一個四自由度二并聯機構。該
      機構由固定平臺(BP),運動平臺(MP) ,以及二個
      串并聯桿系組成,所以其可兼顧并聯桿機構剛性好和
      串聯機構工作空間大的特點。每個桿系由轉動塊構件
      I、平行四邊形構件2、構件3、構件4及平行四邊形
      構件5組成。轉動塊構件1可繞固定在固定平臺上的
      垂直軸轉動。轉動塊構件1通過平行四邊形構件2與
      構件3相聯。構件3與構件4通過轉動副相聯。構件
      4通過平行四邊形構件5與運動平臺聯系起來。由于
      二個串并聯桿系擁有4個平行四邊形構件,所以運動
      平合將始終保持在水平面中的平動。此外,該并聯機
      構具有θ11、θ21、θ12、和θ22 4個主動關節角,因此,這
      個二并聯機構具有4個自由度。
          固定平臺的坐標系(x,y,z)如圖11.8-8所
      示。該坐標系的原點是O,X軸的方向從坐標向右,二
      軸垂直子固定平臺且方向從上到下,Y軸的方向按照
      右手規則確定。
          對這個并聯機構來說,θ11、θ21、θ12、和θ22是4個
      馭動關節的4個驅動變童。那么,可獲得每個并聯支
      鏈的封閉運動矢量方程



      2運動學逆解
          如果并聯機構運動平臺的位姿已經給定,即運動
      平臺的點P(xp,yp,zp)和轉角φ是已知的,則求
      驅動關節變量θ11、θ21、θ12、和θ22的值稱為運動學逆
      解。與申聯機器人相比,并聯機構運動學逆解計算要
      容易得多。因為αi是從動關節角,所以對其求解后
      就可以獲得θ1i和θ2i的解。為此,由式(11.8-15)和
      式(11.8-16)可得

      3運動學正解
      對于并聯機構運動學正解來說,已知驅動關節變
      θ11、θ21、θ12、和θ22的值,求運動平臺的位姿,即求
      運動平臺的點P (xP, YP, xP)和轉角φ。與串聯機
      器人相比,并聯機構運動學正解計算要困難得多。為
      了完成此并聯機構運動學的正解計算,通過消除式
      (11.8-15)到式(11.8-20)中的α1和α2即可完成
      求解。
          用式(11.8-18)的兩邊減去式(11.8-15)的兩
      邊,可得


      (責任編輯:laugh521521)
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