三自由度并联机构(3SPS-3SRR)的运动学分析

黄 亮，林光春，黄亚太

(四川大学 制造科学与工程学院，成都 610065)

三自由度并联机构(3SPS-3SRR)的运动学分析

黄 亮，林光春，黄亚太

(四川大学 制造科学与工程学院，成都 610065)

针对一种3SPS-3SRR并联机构，运用符号法对该机构进行位置分析及运动学分析建模。构建动、静坐标系，通过矩阵转换对机构建立约束方程，运用sylvester消元方法进行消元得到机构单变元输入输出方程，求得机构位姿的封闭解；在此基础上，对机构建立运动学分析模型，得到了与机构运动相分离的Jacobian、Hessian矩阵，并通过此运动模型可以得到机构输出端任意点的速度及加速度。最后进行实例求解，验证本位置、运动学模型的正确性并通过matlab符号运算及绘图功能得到机构末端执行器的位姿、速度及加速度曲线。得出该求解模型准确、高效，该机构运动特性平滑的结论。

3SPS-3SRR并联机构；位置分析；sylvester消元；运动学分析

0 引言

20世纪60年代，Stewart机构的诞生引起了国际机构学者的广泛兴趣，也标志着并联机器人的诞生，开辟了并联机构的研究新领域。继Hunt[1]首次提出3-RPS并联机构后，国内外学者在该类型机构的构型、位置分析、运动学分析以及工作空间分析等方面做了大量工作。例如：Asada、Lee[2]等设计了多种3自由度并联机构，在运动学及动力学分析基础上，将其运用到某些特定场合。国内的学者对某些具体的机构进行了分析，如黄真等运用螺旋理论对3-RPS机构进行运动学分析并建立动力学模型，通过实例给予验证；鲁开讲[3]等分析了3-RPS机构的约束方程及微分运动的关系，得到了无奇异位的工作空间；……