并联机构多重拓扑降耦的优化原理与一般方法

摘要

现有的并联机构型综合方法都仅以基本功能（DOF、POC）为设计目标，综合出的并联机构的耦合度一般较高（k≥2），致使其运动学正解求解及其后续研究（运动学、动平衡及动力学分析等）较复杂，影响了并联机构在制造业中的应用。提出了以降低机构耦合度为目标的并联机构多重拓扑降耦优化原理与方法。首先以6-DOF三平移三转动6-6R无约束并联机构（耦合度k=4）为例，详细阐述并联机构多重拓扑降耦优化方法及其应用，并依次逐渐优化得到耦合度k=3,2,1,0的6-DOF 3T3R无约束并联机构;然后阐述了典型6-DOF Stewart-Gough平台并联机构的多重拓扑降耦优化过程，并得到相应的拓扑优化构型，便于进行这些机构的运动学/动力学建模与性能求解与分析。研究结果为其他多回路复杂并联机构的拓扑降耦优化提供了启示和方向。

关键词

并联机构 / 拓扑 / 耦合度 / 降耦优化

基金资助

国家自然科学基金(52375007); 常州智能制造龙城实验项目(CJ20242061)