一种四自由度并联机器人的运动性能分析及仿真

胡琼琼，伞红军，陈久朋，谢飞亚，陈中平，李鹏宇

(1.昆明理工大学 机电工程学院,云南 昆明 650500;2.中国人民解放军 第78098部队,四川 成都 610200)

并联机器人是机器人学的一个重要分支。并联机器人承载能力强，输入误差不积累，动力性能好，且运动控制简单。自1965年Stewart机构诞生以来，并联机构迅速成为国际机器人学领域的研究热点之一[1-3]。在实际生产中，并联机器人与串联机器人因具有各自的优缺点，扩大了机器人应用领域。目前，结合串联和并联机器人优势的混联机器人的诞生虽然在一定程度上解决了机器人工作空间问题，但是其运动控制还是基于并联机器人原型。

相对于6自由度并联机构，少自由度并联机构结构简单、生产成本低、易于操作，拥有更广阔的发展前景与发展潜力[4]。国内对并联机器人的研究起步较晚，特别是针对机构综合与分析等方面的研究较少。在少自由度并联机构的综合和运动性能研究方面，文献[5～7]提出了基于方位特征的并联机构拓扑结构设计理论与方法；文献[8～9]提出了基于约束螺旋理论的机构自由度分析的原理和方法。这两种分析方法均在并联机构的综合上做出了一定的贡献。文献[10]基于方位特征理论提出了一类3T1R型四自由度高速并联机械手。文献[11]基于螺旋理论提出了一种4-URU型并联机器人构型。文献[12]对2-TPR/2-TPS并联机构进行了仿真分析，验证了该机器人运动自由度的正确性。

本文基于方位特征理论与方法，对3-TRT/SPS并联机构进行结构拓扑分析，求解了其独立自由度。……