SCARA并联机构拓扑分析与其低耦合度机型设计

根据基于方位特征(Position and orientation characteristics，POC)的并联机构拓扑结构设计理论与方法，首先，对已提出的一类7个具有较好实用价值的SCARA并联机构，进行了拓扑结构分析，揭示了其POC集、自由度（含驱动副选取）、过约束数、耦合度以及输入-输出运动解耦性等5个最主要的拓扑特征，且发现这些机构的耦合度均较大，为2，表明其运动学正解和动力学求解十分复杂；继而基于机构拓扑结构降耦原理，又对κ=2的这7个机构进行了拓扑结构降耦优化，得到了低耦合度（κ=1），而机构POC、自由度（Degree of freedom，DOF）等保持不变的实现SCARA运动的14个新机型，不仅丰富了实现SCARA运动的4-DOF三平移一转动机型库，而且降低了这些机构的运动学和动力学代数求解难度，而其数值解可用一维搜索法方便求得，从而为这一类SCARA并联机构的运动学和动力学分析、设计及应用提供了理论基础