机床与液压

作者：唐博文，邵华，冯洋洋

单位：武汉科技大学，冶金装备及其控制教育部重点实验室；武汉科技大学，机械传动与制造工程湖北省重点实验室；武汉科技大学精密制造研究院；武汉科技大学，冶金装备及其控制教育部重点实验室；武汉科技大学，机械传动与制造工程湖北省重点实验室；武汉科技大学精密制造研究院；武汉科技大学，冶金装备及其控制教育部重点实验室；武汉科技大学，机械传动与制造工程湖北省重点实验室；武汉科技大学精密制造研究院

关键词：并联机构;子闭环;运动/力传递性能;尺度优化;四自由度

基金：国家自然科学基金面上项目（52075395）

四自由度并联机构作为一类典型并联机构，其构型设计创新及运动学性能提升是值得探讨的问题。针对这两点，提出一种由两级组成的3T1R四自由度并联机构，其中第一级为两个对称竖直放置的P-Pa-RRR两自由度平面并联机构；第二级中每个第一级机构的末端通过一个(SR) 2支链与动平台两端相连，从而实现X、Y、Z三维平动以及绕Y轴旋转。利用机构在Y、Z方向解耦的特点，通过几何分析和闭环矢量法对机构进行运动学分析，得到机构的位置解析解。采用力/运动传递指标对机构进行尺度参数优化，针对机构参数较多的问题，提出分级优化的方法，将第一级P-Pa-RRR并联机构作为第一级优化目标，第二级2-(SR)2机构作为第二级优化目标。该方法有效提高了优化过程中的计算效率。最后，对优化结果进行展示与分析。通过与预设的一组机构杆长参数的运动学性能进行对比发现，优化后机构末端的运动性能传递得到较大提高。

来源：2025年第15期

《机床与液压》期刊编辑部

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