2PUS-PU并联机构运动性能分析及尺度优化

简介

含恰约束支链的两转动一移动2PUS-PU并联机构在约束方向无伴随运动,可有效降低控制难度。在机构拓扑结构特征分析的基础上,应用矢量法推导出机构位姿、速度和加速度方程。根据Jacobi矩阵奇异性,考察了机构可能存在的奇异位形。采用方位角和倾摆角描述末端执行器输出轴的姿态,并以机构运动/力传递性能评价指标为基础,给出规则传递姿态工作空间(Regular transmission orientational workspace,RTOW)定义和计算方法。以最大化RTOW半径为目标,建立机构尺度参数约束优化设计模型,并应用粒子群优化和差分进化算法求解机构尺度参数优化设计问题。最后,给出机构尺度优化设计实例。结果表明,模型和算法有效可行。