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随着工业技术的不断发展,工业生产对机器人设计提出了越来越高的要求。本论文密切联系制造业对工业机器人的需求,深入的研究了一种基于反铰链四杆机构的3-R(RPU&RPU)并联机器人。主要研究包括结构理论、运动学逆解、位置正解、工作空间即奇异位形、静态性能预估与比较等方面。主要研究内容有如下几点:(1)结构理论。分析正铰链四杆与反铰链四杆机构在平面运动上的刚性特点,推导出采用反铰链四杆机构搭建并联机器人的可能性,构建3-R(RPU&RPU)并联机器人的三维实体模型。绘制机构简图并据此分析了机构的组成原理。利用螺旋理论分析机构的自由度,确定机构的自由度数目以及运动形式。(2)运动学方面。在结构分析的基础上,使用闭环矢量法建立3-R(RPU&RPU)并联机器人的位姿方程,根据矢量方程获得机构位置逆解模型和速度逆解模型,为机构的工作空间分析奠定基础。同时,在位姿方程的基础上,建立并联机构的运动正解模型。(3)工作空间和奇异位形。在传统对工作空间的定义基础上,定义有利于分析机构性能的五种工作空间。对影响工作空间的杆长、运动副转角和连杆干涉问题求解出其影响约束条件。继而采用数值搜索的方法获得机构的可达工作空间,并限制机构的位姿状态获得机构的位置空间。研究了机构尺寸参数对工作空间的影响。利用完整的雅克比矩阵分析该种并联机器人奇异位形。(4)机构静态性能预估和比较方面。利用SolidWorks Simulation强大的有限元分析模块建立该结构的有限元模型,进而对并联机器人的静刚度分析。在此基础上,分析比较了三种不同形式的并联机器人在静刚度上的差异。从而证明反式3-R(RPU&RPU)并联机器人在工作空间外围的静刚度优势,进一步达到扩大并联机器人工作空间的目的。以便为反铰链四杆机构在并联机器人中的应用奠定基础。