基于给定工作空间的球面变胞仿生关节机构优化设计

研究一种由静平台、动平台、3个环形支链和1个中间变胞支链组成的新型球面变胞仿生关节机构，该机构具有2个构态，即构态1(正常构态)和构态2(变胞构态)。通过中间支链的结构变换，可以实现构态切换。首先运用矢量代数法，建立机构运动学逆解模型，得到其速度映射模型和雅可比矩阵。其次，在逆解模型的基础上，研究机构工作空间与机构尺寸关系，根据分布规律对工作空间大小进行优化，确定预设工作空间。最后，根据承载力和刚度性能评价指标对给定工作空间下的机构进行尺寸优化设计，分别给出每种性能指标较好的尺寸范围，综合两种指标，得到机构最佳设计尺寸。