4-SPS/SP并联机构的奇异位形分析

摘要

对4-SPS/SP并联机构的运动学和静力学进行分析,得到该机构的降维运动学和静力学奇异位形曲线.对比这两组曲线发现它们相差了β=±90°两条直线.通过对机构运动Jacobian矩阵分析,发现该±90°是欧拉角的“奇点”,并非该并联机构的奇异位形,并运用实例加以验证.在排除该非奇异位形曲线后,根据两种方法得到的奇异位形是相同的,并对其物理意义进行了解释说明.运用静力Jacobian矩阵得到了该机构的姿态奇异位形曲面,找到了该机构的动平台只绕Z轴旋转时存在的一组特殊的奇异位形,并根据力螺旋相关性修改动平台参数避免该组奇异位形,改善该机构的运动性能.