一种零耦合度新型球面并联机构的设计 、拓扑分析与运动学

摘要

基于方位特征方程(POC)的并联机构拓扑结构设计理论,设计了一种结构简单、零耦合度、能实现三转动(3R)的新型球面并联机构.首先,分析计算了该机构的方位特征集(POC)、自由度(DOF)以及耦合度(k)等拓扑特性,发现该机构包含3个零耦合度的基本运动链(BKC),因此,易求得机构位置正、反解的解析解;然后,根据位置反解公式,计算分析了机构的工作空间;并基于雅可比矩阵,对机构的奇异位形进行了分析.该机构可用作机器人的肩、腕和腰等关节,或用作姿态调整装置.