动/静平台非一致型并联机构动力学分析及优化设计

来源：机床与液压杂志2025年第21期北京时间：

作者：杨崇温，张玉凤，李海虹，张延军

单位：太原科技大学机械工程学院；太原科技大学机械工程学院；太原科技大学机械工程学院；太原科技大学机械工程学院

摘要：采用动/静平台不一致的Stewart型并联机构作为轮足机器人腿部，可以减少其足部尺寸，提高通过性。改进一种5自由度的动/静平台非一致型并联机构，采用4-UPS/UPU型轮腿设计，建立该机构的拉格朗日方程，求解各支链的驱动力变化曲线。通过对比ADAMS仿真结果，验证其动力学模型正确。为提高动力学性能进行优化设计，选择机构动、静平台外接圆半径、动平台初始高度以及驱动支链在静平台的铰接位置作为优化变量，根据机构几何特性设置约束条件，确定机构优化设计空间，选择FFI以及GSI作为性能评价指标，利用图谱法绘制各优化变量和动力学性能指标之间的变化曲线，获得优化后的机构设计参数。在保证机构运动轨迹不变的前提下，对比优化前后机构的动力学性能指标可知：优化后FFI提高到原来的2.55倍，GSI提高到原来的6.30倍，机构的性能得到明显提升。

关键词：Stewart型并联机构;动/静平台非一致型;动力学;优化设计;图谱法

基金资助：山西省基础研究计划面上项目(202103021224264)；山西省重点研发计划项目(202302140601012)