Evaluation of the Maximum Value of Motion/force Transmission Power in Parallel Manipulators

Abstract

摘要： 并联机构的本质作用之一是在机构的输入端和输出端之间传递运动和力。对并联机构的性能分析需要从该本质功能出发，考虑机构运动和力的传递特性。在螺旋理论中，当运动旋量和力旋量进行互易积运算时，其结果表示该力在运动方向上的瞬时传递功率。结合能效系数法，可将瞬时传递功率和可能的最大传递功率之比定义相关的评价指标，用以分析并联机构的运动/力传递特性。该指标能否实用的关键问题之一是如何理解和求解可能的传递功率的最大值。根据并联机构中可能存在的不同形式的运动旋量和力旋量的组合，将功率最大值的求解问题分为五种情况，对每种情况的计算模型进行详细的推导与解释，尤其是当刚体的力和运动均为浮动的旋量(力旋量/运动旋量)时，提出改进后的特征点法，建立有效的求解模型。此外，以三个常见的并联机构为例，对机构中运动/力传递功率的最大值进行求解，以进一步说明所提计算模型的合理性和实用性。