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作者：佘星宇;沈惠平;孟庆梅;朱小蓉;李菊;
单位：常州大学现代机构学研究中心;
摘要：【目的】优良的运动解耦特性能够显著简化机构的后期运动规划、控制、误差及动力学分析，但目前针对具备该特性机构的研究仍较为缺乏。为此，根据基于方位特征方程的并联机构拓扑设计理论和方法，设计了一种运动解耦性优良且零耦合度的三平移并联机构。【方法】首先，对所提机构进行了拓扑分析，求得其方位特征（Position and Orientation Characteristic, POC）集、自由度、耦合度及拓扑解析表达式；其次，使用基于拓扑特征的机构运动学建模与分析方法，求得所提机构的符号式位置正、反解，并通过正解求得机构的工作空间，通过导出基于位置逆解方程的雅可比矩阵求得机构奇异性；再次，基于虚功原理的序单开链法，对所提机构的动力学性能进行分析，求解了所提机构所需的驱动力，并采用差分进化算法对机构几何尺寸参数进行了优化设计；最后，给出所提机构的一种应用场景的概念设计。【结果】结果表明，经差分进化算法优化后的机构的工作空间明显增大；所提机构具有零耦合度且更易求出符号式正、反解，运动解耦大幅简化运动规划。
关键词：并联机构;;拓扑设计;;运动解耦;;耦合度;;逆向动力学;;符号式位置正解
基金资助：国家自然科学基金项目(52375007);; 江苏省产业前瞻与关键核心技术重点项目(BE2021016-2,BE2021016-4)
