少自由度并联机构是目前机器人研究领域的热门课题,目前许多学者开发出很多新机构,但新机构要进入实际的工程应用领域还需进行很多系统的研究。因此本课题对两个少自由度机构作了相应的分析。 课题中对一种新开发的少自由度并联机构4-RPR(RR)进行了分析,描述了机构的特性,计算了它的自由度,给出了机构的位置反解算法,利用黄真教授提出的虚设机构法建立了机构的一阶和二阶影响系数矩阵,实现了运动学建模;并利用同时基于一阶Jacobian矩阵和二阶Hessian矩阵的性能评价指标体系,开发出基于Matlab的性能分析与仿真软件,通过软件对该机构进行了运动学及动力学性能分析,并从中得出了机构尺寸和性能指标之间的关系,给出了一组角加速度性能较好的机构尺寸。然后运用Matlab的绘图技术及数据可视化技术给出了平面3RRR和空间4RPR(RR)并联机构的三维仿真实体模型的简单画法及实体的运动仿真,在计算机上从实体运动仿真图中直接验证了对平面3RRR和空间4RPR(RR)机构进行性能分析所得的理论结果:(1)从机构运动中直接分析了机构的奇异位形点;(2)利用实体运动得到的仿真曲线同影响系数法得到的仿真的速度及加速度曲线的完全吻合,说明了利用黄真教授提出的虚设机构影响系数法进行少自由度机构运动分析的可行性;(3)通过优化和未优化机构的实体运动仿真加速度比较,表明所优化的机构确实具有优良的动力学性能,这也说明了郭希娟教授在博士论文中提出的新机构性能分析指标的实用性。 最后在空间并联机构4RPR(RR)实体仿真软件基础上,基于Matlab的GUI技术,开发了与Windows相类似的界面窗口与对话框,简化了系统的应用,使其更易于被一般用户所接受。