五自由度并联机床机构构型分析

五自由度并联机床机构构型分析* 高峰 1,李颖’,赵辉’

(.上海交通大学机械工程学院，上海， 000 2 1 203; .河北工业大学机械学院，天津 30 0 3 3;北京航空航天大学机器人研究所， 01 .北京 108) 003 摘要：针对目并联机构构型方法在构造一前的些五自度并联机构的时由候出现的问提出了题，运动矢量的概念，在此墓础上提出一种新的构型方法。并使用该方法为五自由度并联机床构造了并联机构。在构造支链的时候，提出了“奇异机构”概念，并构造了用它一个复合运动副。实践证明，上迷方法是有效且简洁 方便的。关键词：运矢；联滴型方法：奇异机构：并联机床动量并机

中分号 T1图类，H2 1 4

献标示码：A

Tps t soa F ae ai lof a h e l ye h i f O Pr l p ar M cnTo y es 5 n - D a l M n ut o a i o r G o g LYnl ZaH i aFnl i, ho 2 e, i g u ( Sho o Mcaia Egneig Hbi vriy Tcnlg, ni, 1 1 col ehncl ie n, e Uiest o e ooy Tajn 303 . f n r e n f h i 0 0 2R oi R e c I t u, jg e i o A o u c a A r a i, j g 10 ) . t s ah i t B i U v s y e n t s s o u c B i, 8 o c e r n t e e n n r t f a i n tn t s e n 0 3 b s s i i r d i 0 Asrc: e cnet i vcr r o诚 f t r a s e sos u t btat A w c m tn t ipo s o h e o qei aot n o p oo eo s p r r m u tn b h e e e m t due tsl t t e t s p b m w e t Pr eMai lo( w n d e os d o e y s h i r l s n a ll p a r at i h s o h p y es e h h a v e n o e n ut P M) e s a O oe nw h m t d t t e t s ot P ipe n d e o m tn 5 F . e p y h o h y s h i f M r et b d oo - D n A i e o n p y es e s e a n i t e n h s s vc rA d 5 O P f a ci t l b i d

t t s t d A o e cnet et . a F o m h e i otn w h m h . t r cp o n - D M r a n o s a e i h e o n h o o i

sgl m cai ao ufwrtc a nw pud ae ad e cm on i ur hnm ipt a o t e cm on lkgs n a o pud n a e s l s o d r e o s r e i n, nw lkg ic ad h hsm t d a tt ipa i . i ae r t wtiT e e os ee n cc n s e i t e . e h r sd r te e K y r s o in c o, p s n h s s p r le m n p lt r, n u a m c a im e w d:m t o v t r t e t e i o a a l l iu a o s s g lr h n s o e y y f a i e

并联 床是上机世纪九十提出一型床[。年代的种新机 I它的 1^ 3 1主体部分一般使用并联机构。轴加工中，在多五轴机床已经能 够满足要求。而目前世界上己有的多轴并联机床多为六自由

2通过利用各个支链 .对运动平台的公共约束来减少运动平台的自由 度数。那么， 在并联机构构型中主要存在哪些问题呢？ .缺少一种普遍适用的、可以正确确定空间机构自由

度，五轴并联机床并不多见。主要原因在于：五自度的并联由 机构构型非常困难。本文将侧月一种简洁的方法来构造五自由 度并联机构。

度的 理论和方法1 5 1 .缺少构造符合机构运动要求、具有特定自由 度的支

1并联机构构型方法概述 并联机构构型研究是并联机构研究中的核心和基础之一。

链的 方法( 6 1 下面分别对这几个问 题做一些具体介绍。

时至今日还没有一个统一的普遍方法来彻底解决构型问实题。

式 (是目普遍使确定空间 )前 1用的机构自度的由一般计算公式〔 K t ah Gu l公式) n( u bc一 rb r z e:

际在并联上，机构构，缺乏型中并不统一的导思。目指想闭前， 己有的并联机构构型的主要方法基本上都是围绕下面的两种 思想展开：式中：

M=( 9‘艺 d一一+ f n ) M表示机构自由 度数 d表示机构的阶数，d=6 一A兄表示机构的公共约束数

() 1

1通过减少各个支链的自

度来减少运动平台的自由 .由 度数： *国家高技术研究发划 (6计划)助项目 ( 0 A 220展计 83资 2 1 41 ) 0A 8 - 24 1-