4-RRS冗余球面并联机构的静力学与刚度分析

来源：机械工程学报杂志2015年第11期北京时间：

作者：曲海波， 梁艺瀚， 方跃法， 周益林

单位：北京交通大学机械与电子控制工程学院

摘要：为提升球面并联机构的承载能力，提出一种4-RRS冗余球面并联机构。给出4-RRS冗余球面并联机构的构型设计。然后，建立机构的静力学模型。在锁定驱动关节的情况下，通过互易积运算求解支链作用于动平台上的反螺旋力系。基于建立的静力学模型，得出了各个关节的受力情况和各条支链的变形情况。以实例求解了冗余和非冗余情况下，支链关节受到的最大力和力矩。冗余时支链关节受到的最大力和力矩小于非冗余的情况。对机构进行刚度分析。构造机构的柔度矩阵，得出动平台中心点在受力时的广义位移。以实例对比冗余与非冗余机构的刚度与受力性能，得出了冗余时动平台的广义位移小于非冗余的情况。

关键词：并联机构,刚度,广义位移,静力学,冗余球面；

基金资助：国家自然科学基金(51175029, 51475035)、北京市自然科学基金(3132019)、教育部“新世纪优秀人才”项目(NCET-12-0769)和中国博士后科学基金(2014M550601)资助项目