2-UPS/RPR并联机构运动学分析

周毅钧,陈建鹏,李特奇

(安徽理工大学 机械工程学院，安徽 淮南 232001)

2R1T少自由度并联机构由运动副与各个构件组成，其结构较为简单，因此具有载荷比高、误差小、精度高、动力充足等优点，且相对传统串联机构更有效，结构更紧凑，适用于工业生产、产品分拣等领域。针对2R1T少自由度机构,赵传森等提出了一种2-RPU/RPS并联机构,并求出其工作空间与奇异位形；李清等提出了一种SPR+UPS+UPR非对称并联机构，并利用三维动态法求解其工作空间；杨路等提出了一种2-UPS/RRP机构，并分析其运动学性能；王新宇等提出了一种2-PSR/UPU并联机构，并进行实例分析；张志良等提出一种3-PSP空间并联机构，并利用位置正逆解求其空间位置。研究提出的2-UPS/RPR并联机构可以用于贴码的喷涂。传统贴码喷涂由于其结构的限制，只适用于喷涂固定表面以及位置不变的产品，而本机构具有两转动一平移3个自由度，可适用于曲面等非平面产品的光滑喷涂。

1 机构的结构分析

1.1 机构描述

2-UPS/RPR并联机构由定平台、动平台、虎克副、移动副、球副、转动副组成，定平台与动平台之间通过两条UPS支链和一条RPR支链连接。UPS支链自下而上依次为虎克副(U)、移动副(P)、球副(S)。以第一条支链为例，虎克副(U)与定平台之间成一定的夹角，定平台与虎克副(U)相连，虎克副(U)上方连接一个方向向上的移动副(P)，移动副(P)上连接一个球副(S)，球副(S)与动平台相连。定平台是底边边长为2a,顶角为90°的等腰直角三角形。动平台是底边边长为2b的等腰直角三角形(b并联机构的模型图如图1所示。……