【摘 要】
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传统并联机构多体积大,重量大,且由刚性运动副间存在间隙以及摩擦、磨损等因素的影响并联机构难以保持良好的运动特性,只能在单自由度下保持良好的刚度特性,目前采用柔顺恒力机构结合并联机构构建新型柔顺并联机构被广泛应用。论文基于附加弹簧摇杆滑块机构所设计的柔顺支链,应用于并联平台的被动分支杆,并构造具有多自由度特性的并联柔顺恒力平台。以滑块为输入原动件,建立附加弹簧摇杆滑块机构的位置分析方程,得到机构各关
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传统并联机构多体积大,重量大,且由刚性运动副间存在间隙以及摩擦、磨损等因素的影响并联机构难以保持良好的运动特性,只能在单自由度下保持良好的刚度特性,目前采用柔顺恒力机构结合并联机构构建新型柔顺并联机构被广泛应用。论文基于附加弹簧摇杆滑块机构所设计的柔顺支链,应用于并联平台的被动分支杆,并构造具有多自由度特性的并联柔顺恒力平台。以滑块为输入原动件,建立附加弹簧摇杆滑块机构的位置分析方程,得到机构各关节运动参数关于滑块位移的函数表达式。基于虚功原理进一步构建机构的运动静力学方程,分析附加弹簧刚度对机构非线性刚度的影响情况,结果表明机构存在正刚度、局部负刚度、零刚度（恒力）及双稳态等四种非线性刚度,探求机构呈现恒力特性时的附加弹簧刚度值应满足的弹簧刚度条件;基于刚体替换综合法,构造源于上述刚性机构的柔顺机构,对柔顺机构进行优化设计并选择恰当的结构参数使得柔性机构呈现相应的等效附加弹簧刚度,并使机构呈现出恒力特性。将上述单自由度柔顺恒力机构作为六自由度Stewart并联机构的被动柔顺支链,构建多自由度并联柔顺恒力平台。基于计算机仿真技术和有限元软件,研究上述多自由度并联柔顺恒力平台的运动静力学特性。结果表明,当柔顺被动分支杆呈现一定恒刚度时,上述并联柔顺平台整体将呈现被动恒力运动特性。也即当动平台在外力作用下在一定位姿（位置和姿态）范围内运动时,动平台所受外力将保持一定的恒力大小,且六根柔顺分支对基座的作用力也将保持在一定的恒力特性。论文提出的综合利用平面四杆机构运动特性和并联机构结构特点构造多自由度柔顺恒力机构的一般性设计方法,也可利用与其他自由度类型的并联柔顺恒力平台构建,具有广泛的应用前景。图[93]表[4]参[79]
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