提出了一种用于并联机床领域的4-CPS/UPU并联机构。基于旋量理论,建立了该并联机构的运动和约束螺旋系,该机构具有5个自由度,可实现三移两转功能;通过修正的K-G公式对其自由度进行了验证;进一步分析了并联机构的位置正逆解、工作空间;运用Adams软件对其进行了仿真分析。该机构工作空间连续,形状近似四棱台,规则对称,无空洞,且仿真得到的位移和速度曲线光滑,表明该机构具有良好的运动性能。研究结果为其在并联机床领域的参数化设计提供了一定的理论基础。

提出一种以3-SPS/UPR并联机构为主体的工作台,用以辅助少自由度机床对工件进行曲面加工。建立3-SPS/UPR并联机构的运动螺旋矩阵,通过螺旋理论对其进行自由度分析,采用修正的Kutzbach-Grübler公式进行验证;通过机构中的几何关系,采用封闭矢量法求解该机构的位置逆解,并求出该机构的速度Jacobian矩阵;通过三维动态搜索法求解该机构的工作空间;通过Adams软件对该并联工作台进行了运动学仿真。该3-SPS/UPR并联机构能够进行两平移两转动的运动,可提高机床加工效率和加工质量,增大机床加工范围,提高机床的曲面加工的能力。

提出了一种用于苹果加工过程中的分拣和装箱的2-CRR/UPU并联机构。建立2-CRR/UPU并联机构的运动螺旋矩阵,通过螺旋理论对其进行了自由度分析,采用修正的Kutzbach-Grubler公式进行验证;通过机构中的几何关系,求解该机构的位置逆解,推导出该机构的Jacobian矩阵并对其进行了速度分析;通过三维动态搜索法求解该机构的工作空间;根据Jacobian矩阵对机构奇异性进行分析,获得灵巧度指标在工作空间中的分布规律。该2-CRR/UPU并联机构能够进行三平移运动,且运动稳定,能够满足苹果分拣装箱时的动作要求。

以4根气动人工肌肉构成的肌肉群驱动,采用加约束从动支链的方法构建了4-SPS/S并联机构;以Z-Y-X型欧拉角表示了动平台的位姿,给出了机构位置逆解的显性式;通过刚体绕定点运动的动力学方程建立了机构的动力学方程和机构的运动学影响系数矩阵,结合气动人工肌肉的内腔充气压力-伸缩力-收缩比三者的非线性关系,建立了机构动平台位姿控制系统的数学模型,并应用Simulink进行了仿真。仿真结果表明,通过输入一组可行控制电压来控制气动人工肌肉的内腔充气压力,可实现动平台的三自由度转动,而且系统运动平稳。

以一种新型2T2R大摆角（3-RPR＋R）＆UPS混联机构构型为基础进行研究,介绍机构组成。通过螺旋理论推导了机构的自由度,且通过G-K公式验证了所得自由度。利用空间坐标变换法建立位置逆解方程,用MATLAB求解方程,计算出并联机构的位置逆解。将建好的三维模型导入ADAMS中添加运动副、添加点运动激励使其实现假定的运动形式,并进行运动仿真。结果表明可实现给定运动,验证了该混联机构的合理性。