一种异质双驱动万向关节运动学分析与工作空间求解

摘要

提出一种可以实现俯仰运动和侧摆运动的异质双驱动万向关节(HDD-UJ),HDD-UJ以万向联轴器为机构原型,以电机为主驱动源,电致伸缩材料为辅助驱动源。通过设计的HDD-UJ虚拟样机模型,确定其驱动传动一体化特性并阐述了关节的驱动传动机理;建立HDD-UJ的空间运动坐标系,进行了运动学分析并推导出运动学方程;基于空间几何原理求出HDD-UJ的空间运动范围,进行了运动工作空间虚拟仿真实验。仿真结果表明,HDD-UJ结构新颖简单、集成度高,具有2个自由度,能够实现大范围的空间作业。研究为后续关节的结构优化、运动精度调控策略等研究提供了理论依据。