基于离散蒙特卡洛的一种3T1R并联机构工作空间分析

李旭，罗霞，罗成，孙淼

基于离散蒙特卡洛的一种3T1R并联机构工作空间分析

李旭1，罗霞1，罗成1，孙淼*,2

（1.东方电气集团东方汽轮机有限公司，四川 德阳 618000；2.四川省机械研究设计院，四川 成都 610063）

针对一种拓扑结构为2-PRPU型的3T1R空间并联机构，采用离散式蒙特卡洛法，通过对动平台转动自由度作离散化处理，在输入对称的情况下，实现了整个空间并联机构的定姿态工作空间、可达工作空间和灵活工作空间的可视化。从定姿态工作空间、灵活工作空间和可达工作空间的角度分析2-PRPU型空间并联机构的工作性能，表明该机构动平台的可达工作空间范围较大，且大部分为灵巧工作空间。这为多自由度空间并联机构的研究和应用提供理论基础。

3T1R；并联机构；工作空间；离散蒙特卡洛

并联机构是具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构[1-2]，其中3T1R并联机构[3-6]能够实现三个方向的平移和绕一个轴的转动。根据所绕轴线的不同，可将3T1R机构分为3T1R、3T1R、3T1R，即动平台可实现三维平动（,,）和分别绕、、轴的转动[7]。目前应用最多的是3T1R型并联机构。在实际生活中，3T1R并联机构由于刚性好、动态性能好等优点在快速抓取、高速分拣等领域被大量应用。工作空间是3T1R机构工作性能的重要指标之一，通过对工作空间的可视化研究可以帮助设计人员完善和改进机构设计，帮助控制人员完成路径规划等。

并联机构工作空间的研究方法主要有解析法、图论解法及数值法[8]，其中以解析法和数值法最为常见。……