三自由度移動副解耦并聯機器人基礎理論

谷廣明 谷曉翠 楊揚

摘 要：并聯機構具有累積誤差小、控制精度高、結構穩定等優點。但并聯機構具有強耦合性，會使運動學求解過程變得很復雜。并聯機構的運動能夠解耦，會使得輸入和輸出變量之間存在一一對應關系，能極大的降低并聯機構的設計及制造難度。并聯機構的解耦程度越高，控制系統的設計越方便，機構精度也越高。本文對并聯機構的拓撲關系進行分析，簡化控制問題。

關鍵詞：并聯機構;拓撲關系;簡化控制

1 引言

串聯機構是指多個單自由度的機構順序聯接，兩個相連機構的聯接點設在前置機構的構件上。在并聯機構中，固定端和活動端通過至少兩個以并聯方式驅動，相對獨立的運動鏈連接，機構具有兩個以上自由度的閉環機構。

2 基礎理論

2.1關聯機構拓撲結構綜合過程

關聯機構拓撲結構綜合的主要步驟如下：

首先對各支路結構進行構造，再確定并聯機構支路的數目。

確定機構支路組合方案;由自由度公式確定基本回路的分配方案;對回路結構類型進行確認;若輸入輸出之間為部分解耦，則某些運動輸出僅為部分輸入變量的函數;完全解耦的拓撲結構輸入與輸出之間存在一一對應關系。

3 結論

目前已經存在很多成熟的理論來分析六自由度并聯機構，很多研究機構對其進行研究，隨著科學理論的不斷發展，越來越多科學研究者發現少自由度的機構在幾何結構和控制理論等方面都相對簡單。

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