半对称2SPU-2RPC并联机器人机构设计与运动学分析

简介

设计一种可实现三平移一转动的空间并联机器人机构。利用方位特征集理论分析机构的自由度和方位特征集。根据向量的外积和矢量法推导得到运动学逆解方程,同时根据Newton-Raphson方法计算机构的运动学正解,选择一组数值解进行正逆解互相验证。计算运动学的雅克比矩阵,分析运动学的奇异性。分析机构的可达工作空间和定姿态工作空间,研究参数对工作空间大小的影响。建立工作空间体积最大化数学优化模型,选择鲸鱼优化算法完成参数的最优化设计。结果表明:L2、r越大,机构的操作空间越大,L1、R越大,机构的操作空间越小;最优R、r、L1、L2分别为1、0.9992、0.3、1.5 mm。