3T1R并联机构运动学分析与优化设计

提出了一种可实现三维移动和一维转动的四自由度并联机构，它的2条相同支链通过被动转动副连接到动平台上，每条支链有2个相同分支，通过安装在基座上的移动副驱动。首先，阐述4PPa-2PaR并联机构的构型，通过螺旋理论验证机构的运动性质，基于机构自身特点研究机构的运动学特性；其次，利用数值法确定机构的工作空间，分析各设计参数对工作空间的影响，基于解析法研究机构工作空间的形状及满足的几何约束条件；最后，以工作空间占机构自身的比重为目标函数，设置影响工作空间的约束条件（如边界约束、不干涉性约束、避奇异约束和工作空间形状约束），并选择遗传算法对机构的尺寸参数进行优化设计。分析结果表明，优化后工作空间占机构自身的比重增大，工作空间体积也明显增大，优化结果可为后续样机研制提供参考依据