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题名具有弯曲平移特性的三平移并联机构设计与分析
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作者
蔡祥
高波
石志新
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机构
湖北职业技术学院机电工程学院
新星职业技术学院机电工程系
南昌大学先进制造学院
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出处
《机电工程》
北大核心
2025年第4期754-765,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52165003)。
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文摘
常规三平移机构若想实现沿曲线轨迹平移的运动,需花费大量时间进行线性拟合,且实现路径较为繁琐和复杂,为此,提出了一种具有弯曲平移特性的三平移并联机构,利用机构本身结构的约束特性,使机构实现沿曲线轨迹平移运动,降低了机构的控制难度。首先,明确了两类能够实现弯曲平移的支链,设计了一种可以弯曲平移的单回路并联机构,并完成了单回路并联的方位特征集、自由度、约束度等拓扑性能分析;然后,以单回路并联机构为基础,进一步设计了一种三平移并联机构,并完成了其方位特征集、自由度、约束度等拓扑性能分析;接着,基于拓扑结构运动学建模原理,完成了3T并联机构的符号式位置正、逆解方程的构建,并采用实例验证了正、逆解方程的正确性;最后,使用MATLAB软件对该机构的弯曲平移特性进行了仿真实验,分析了该机构所具有的控制优势,完成了对机构的运动学、动力学方程等理论公式的推导,并采用具体数值代入法,对三平移并联机构的正、逆解进行了实例验证。研究结果表明:三平移并联机构在工作空间内具有平直运动和弯曲平移的移动特性,动平台满足设计要求;速度及加速度曲线变化平稳、无突变,不会产生柔性冲击,具有较好的动力学性能。具有弯曲平移特性的三平移并联机构在理论研究和实际应用方面均具有较高价值。
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关键词
机构学
拓扑设计
机构控制精度
解析解
符号式位置正解
零耦合度
控制算法
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Keywords
machine subject
topological design
mechanism control accuracy
analytical solution
symbolic position positive solution
zero coupling degree
control algorithm
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分类号
TH112
[机械工程—机械设计及理论]
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