【摘要】 本发明公开了一种基于螺旋空间交集运算的并联机构自由度分析方法。该方法的步骤如下：计算支链螺旋空间的维数；计算双支链单环机构动平台自由度；计算两条支链螺旋空间的交集空间；计算多环并联机构动平台的自由度；布置并联机构的驱动器；识别支链中可能存在的局部自由度；计算并联机构的整体自由度。本发明能够无例外地正确计算所有类型并联机构的动平台自由度和机构整体自由度；对于单环机构，无需求取双支链螺旋空间的交集空间，而能直接获得动平台自由度；对于两条支链螺旋空间并集的维数等于一条支链螺旋矩阵的秩，或者等于两条支链螺旋矩阵的秩之和的情况，能够直接获得交集空间而无需任何运算。 【专利类型】发明授权 【申请人】浙江大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号 【申请人地区】中国 【申请人城市】杭州市 【申请人区县】西湖区 【申请号】CN201210189531.0 【申请日】2012-06-08 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102689306B 【公开公告日】2014-07-02 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102689306B 【授权公告日】2014-07-02 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】B25J9/16 【发明人】刘振宇; 卜王辉; 谭建荣 【主权项内容】1.一种基于螺旋空间交集运算的并联机构自由度分析方法，其特征在于该方法的步骤如下： (1)计算支链螺旋空间的维数：设$ij为第i条支链中第j个运动副的螺旋向量，则支链i各运动副组成的运动螺旋的集合为Mi={$i1, $i2, …, $ini}，集合构成的矩阵的秩为Rank(Mi)≤6，因此支链i的运动螺旋构成Rank(Mi)维螺旋空间，记为Ai，螺旋空间Ai的维数Dim(Ai)=Rank(Mi)； (2)计算双支链单环机构动平台自由度：一条支链螺旋空间A1的维数Dim(A1)=Rank(M1)，另一条支链螺旋空间A2的维数Dim(A2)=Rank(M2)，M1∪M2={$11, $12, …, $1n1, $21, $22, …, $2n2}，则螺旋空间A1和A2的并集空间的维数Dim(A1∪A2)=Rank(M1∪M2)，因此单环并联机构动平台自由度计算为 DOF(MovingPlatform)=Rank(M1)+Rank(M2)-Rank(M1∪M2) (1)； (3)计算两条支链螺旋空间的交集空间： 根据两条支链的运动螺旋集合M1和M2及其并集M1∪M2，计算这些集合构成的螺旋矩阵的秩N1=Rank(M1)，N2=Rank(M2)，N3=Rank(M1∪M2)，假定N1≥N2，显然N3>=N1，如果N3=N1，则A1∩A2=A2，即A2就是螺旋空间A1∩A2的交集空间，如果N3=N1+N2，说明M2中全体螺旋向量对M1∪M2中螺旋向量的数目都有贡献，即螺旋空间A1与螺旋空间A2互不包含，此时A1∩A2= ，即机构不能运动，如果N1Rank(M2i)，说明原驱动器所在运动副不是局部自由度，这个驱动器不能去除，重复上述过程直到全部驱动器都完成检验，对于不再含有驱动器布置在局部自由度的机构，排除各支链含驱动器的运动副，然后计算各支链新的螺旋矩阵的秩Rank(M4i)，并计算此时支链所剩运动副的自由度之和Wi，则各条支链的局部自由度数目ξi=Wi-Rank(M4i)； (7)计算并联机构的整体自由度：考虑了支链冗余运动螺旋和局部自由度的机构整体自由度公式为 其中，支链冗余运动螺旋的自由度为 表示支链中全体运动副自由度总和。 【当前权利人】浙江大学 【当前专利权人地址】浙江省杭州市西湖区浙大路38号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】12100000470095016Q 【被引证次数】2 【被他引次数】2.0 【家族被引证次数】6

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