3UPS-S并联机构单支链驱动奇异分析

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1、2014年1月第40卷第1期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJanuary2014Vol_40NO．13UPS-S并联机构单支链驱动奇异分析韩先国刘岩龙(北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京10019I)摘要：并联机构进行单支链驱动时，由于受到其他支链的约束，不能实现全行程范围运动．为了分析并联机构单支链驱动受限的本质原因，采用旋量互易积的方法，计算单支链驱动的轴向速度分量．从计算结果可知，轴向速度为零时，单支链驱动到达边界．并联机构在输入空间发生驱动奇异，同时在工作空间发生位姿奇异，

2、因此并联机构的驱动奇异就是位姿奇异．通过分析输入输出速度关系，并联机构到达输入空间边界．最后给出了并联机构单支链驱动的一般策略．关键词：并联机构；单支链驱动；旋量互易积；输入空间边界中图分类号：TH113文献标识码：A文章编号：1001—5965(2014)01—0006-04Singularityof3UPS-SparallelmechanisminsinglelimbmotionHanXianguoLiuYanlong(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，BeijingUniversityofAeronauticsandAstron

3、autics，Beijing100191，China)Abstract：Ifonlyonelimboftheparallelmechanismwasdriven，thislimbcan’tmoveinfullstrokebe—causeoftheconstraintsfromotherlimbs．Inordertoanalyzetheessentialcauseofsinglelimbmotionlimitinparallelmechanism，themethodofscrewreciprocalproductwasadoptedtocalculatetheaxialvelocityc

4、ompo-neflt．Accordingtotheresult，whentheaxialvelocitychangesintozero，thesinglelimbmotionarrivesbound—ary．Theparallelmechanismisinsinglelimbmotionsingularityfrominputspace．Atthesametimetheparal—lelmechanismisinconfigurationsingularityfromworkspace．Sothesinglelimbmotionsingularityisequaltoconfigura

5、tionsingularityinparallelmechanism．Byanalyzingtheinputandoutputvelocityatthemoment，theparallelmechanismgottotheboundaryofinputspace．Finallythegeneralstrategyofsinglelimbmotionwasgiven．Keywords：parallelmechanism；singlelimbmotion；screwreciprocalproduct；boundaryofinputspace随着并联机构理论研究的发展与成熟，并联机构的应用领

6、域越来越广泛，包括并联机床¨。1、并联转台¨’、装配对接机构¨。51等．并联机构是一种由多个并行支链构成的闭环系统，与传统串联机构相比，具有高刚度、高精度、高承载能力、结构简单等优点∞。-．然而并联机构也有缺点，奇异问题就是广泛存在于并联机构中的一个固有难题，常见的有工作空问的位姿奇异和边界奇异哺1．当并联机构发生位姿奇异时，锁定所有支链的驱动，动平台仍具有一个特定的瞬时螺旋运动，并联机构会发生失控的危险；当发生边界奇异时，并联机构会失去某个方向的运动自由度，此时无论多大的输入驱动，都不能使动平台产生运动，并联机构到达位姿空间边界．目前已经有大量文献研究了工作空问的奇异问题∽“⋯，但已

7、有的研究成果主要是从动平台工作空间来分析奇异问题，很少有文献从并联机构收稿日期：2013433-23；网络出版时间：2013-064391I：46网络出版地址：WWW．cnki，net／kcms／detail／11．2625．V．20130609．1146．008，html基金项目：航空科学基金资助项目(20081651025)作者简介：韩先国(1970一)，男，安徽来安人，副教授，hanxiangu02003@163．com第1期韩先国等：3