五自由度混联机构运动学分析与参数优化

来源：农业机械学报杂志2025年第7期北京时间：

作者：伞红军，吴兴梅，陈久朋，杨晓园，张号彬

单位：昆明理工大学;云南省先进装备智能制造技术重点实验室,昆明理工大学,昆明理工大学;云南省先进装备智能制造技术重点实验室,昆明理工大学,昆明理工大学,

摘要：结构参数优化对机构性能有重要影响，本文以一种面向复杂曲面加工的五自由度混联机构为研究对象，对其进行运动学分析及结构参数优化。运用数值迭代法和解析法建立机构运动学模型。采用分层搜索法求解可达工作空间并计算由每层最大内切圆构成的规则工作空间体积。定义全域性能指标并采用正交试验法分析机构尺寸对性能的影响。通过参考目标距离法建立多目标优化模型，采用遗传算法进行优化设计。仿真结果表明，优化后机构尺寸均有所减小，而全域运动性能指标、全域运动性能波动指标以及全域可操作度性能指标分别提高40%、45%和77%。

关键词：混联机构;运动学分析;工作空间;性能指标;参数优化

基金资助：云南省基础研究计划-青年基金项目（202301AU070059）和昆明理工大学人才培养项目（KKZ3202301041）