基于方位特征方法的范例并联机构的拓扑特征分析及其启示与应用.pdf

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1、第51卷第13期机械工程学报Vlo1．51NO．132015年7月JOURNALOFMECHANICALENGINEER【NGJu1．2015DoI：10．3901／JME．2015．13．101基于方位特征方法的范例并联机构的拓扑特征分析及其启示与应用木沈惠平尹洪波李菊邓嘉鸣刘安心2(1．常』、I,I大学现代机构学研究中心常州213016)2．解放军理工大学野战工程学院南京210007)摘要：机构拓扑结构特征是并联机构固有的拓扑不变量，反映了机构的结构学、运动学及动力学基本特性；剖析在设计与应用上较为成功的范例并联机构的拓扑结构特征，对并联机构的研究具有借鉴和启示作用。应用基于方

2、位特征(Positionandorientationcharacteristic，POC)的并联机构拓扑结构设计理论与方法，对2～6．DOF的34种范例并联机构，即已推广运用的8种著名并联机构Delta、Diamond、Tricept、TriVariant、Exechon、Z3、H4、Steward以及26种具有潜在应用价值的并联机构，进行拓扑结构分析，分别给出其拓扑结构特征，并总结出共性规律。基于此，研发出5自由度混联检测平台和喷涂机器人。研究结果表明，应用基于POC的并联机构拓扑结构设计理论与方法，可较好地揭示出包括范例并联机构在内的所有机构的拓扑结构特征；而从中得到的机构设计

3、与应用的一些共性规律，可对并联机构的理论研究、工业设计和应用提供重要参考和启示。关键词：并联机构；范例并联机构；POC方法；拓扑结构分析；拓扑特征中图分类号：TH112Positionand0rientationCharacteristicBasedMethodandEnlightenmentforTopologyCharacteristicAnalysisofTypicalParallelMechanismsandItsApplicationSHENHuipingYINHongboLIJUDENGJiamingLIUAnxinf1．ResearchCenterforAdvance

4、dMechanismTheory,ChangzhouUniversity,Changzhou213016)2．InstituteofFieldEngineering，PLAUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210007)Abstract：Thetopologicalstructurecharacteristicsofamechanismareinnatetopologicalinvariantsofthemechanismwhichreflecttheessentialfeaturesofstructuraltheory，kinemat

5、icsanddynamics．Throughdeeplyanalyzingthetopologicalstructurecharacteristicsoftheparallelmechanismswhicharesucceededindesignandapplication，beneficialenlightenmentandlessonsCallbegotten．Byusingpositionandorientationcharacteristic(POC)methodbasedtopologicalstructuresynthesistheory,the8famousparal

6、lelmechanisms，whichincludeDelta，Diamond，Tricept，TriVariant，Exechon，Z3，H4andStewartmechanism，and26parallelmechanismswhichhavelargepromotedvalue，areanalyzed，fromwhich，thetopologicalstructurecharacteristicsareobtainedandsomecommonrulesareconcluded．Basedonthis，a5-DOFhybridtestingplatformanda5-DOFh

7、ybridsprayingrobotaresuccessfullydeveloped．TheresultshowsthatPOCmethodbasedtopologicalstructuresynthesistheorycanwellrevealkeytopologicalpropertiesofal1parallelmechanismsinindustry,whilethesecommonrulesfordesignandapplicationofparallelm