四自由度并聯(lián)機構符號組及拓撲結構綜合方法研究.pdf

1、在現(xiàn)代機構學研究領域，憑借剛度高、精度好、誤差不累積等優(yōu)點，并聯(lián)機構受到學者們的極大關注。近年來，隨著并聯(lián)機構在工業(yè)界的廣泛應用，發(fā)現(xiàn)當并聯(lián)機構含多個基本連桿時，通過混合分支，可以增加其總的剛度。此外，通過輔助的運動鏈結構，還能增大機構的負載能力。但是，目前實際應用的并聯(lián)機構機型相對匱乏，因此，研究并聯(lián)機構的構型設計具有十分重要的理論及應用價值。
　　機構拓撲結構綜合是進行并聯(lián)機構構型設計的一個重要階段，也是機械創(chuàng)新設計需要解決的

2、關鍵問題。本文通過關聯(lián)桿組、符號組、數(shù)組、拓撲胚圖和拓撲圖，研究了并聯(lián)機器人機構拓撲結構綜合方法，并利用該方法對四自由度并聯(lián)機構的構型綜合進行了研究，具體包括以下幾個內(nèi)容：
　　(1)研究了并聯(lián)及閉環(huán)機構關聯(lián)桿組理論，即從含冗余約束閉環(huán)機構關聯(lián)桿組的基本連桿、冗余約束和自由度三者內(nèi)在關系出發(fā)，基于修正的G-K自由度公式，推導出計算關聯(lián)桿組中基本連桿的公式。
　　(2)提出了一種描述并聯(lián)及閉環(huán)機構拓撲胚圖特征的方法。從揭示拓撲

3、胚圖基本組成規(guī)律(即所含有的基本連桿的類型與數(shù)目以及各桿件之間的相互連接關系)出發(fā)，定義了特征字符串和連接方式子串的概念，并制定了相關規(guī)則，這些規(guī)則是進行算法設計的基礎。
　　(3)在對關聯(lián)桿組理論及拓撲胚圖特征描述方法研究的基礎上，深入分析了拓撲胚圖綜合中圖的同構識別問題，并提出了解決方案。首先，在進行拓撲胚圖綜合前，清除同組關聯(lián)桿組中同構的基本連桿排列方式；然后，在確?；具B桿排列方式不同構的前提下，生成特征字符串和連接方式子

4、串，根據(jù)制定的規(guī)則，刪除描述相同及同構拓撲胚圖的字符串數(shù)組，從而能刪除大部分相同及同構的拓撲胚圖；最后，在繪制拓撲胚圖時，根據(jù)圖論理論，識別同構的拓撲圖型。
　　(4)基于提出的拓撲胚圖特征描述方法，進行算法設計，設計了并聯(lián)及閉環(huán)機構拓撲胚圖自動綜合系統(tǒng)。實現(xiàn)了閉環(huán)機構關聯(lián)桿組的自動推導與顯示、同構基本連桿排列方式的自動識別與刪除、特征字符串和連接方式子串的自動生成與顯示、同構特征字符串和連接方式子串的自動識別與刪除以及拓撲胚圖的