高速空间并联式坐标测量机运动学性能分析与优化

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本文介绍了一种新型五自由度4-UPS-UPU并联式坐标测量机,对该并联坐标测量机的运动学及其性能进行了比较深入系统的研究,并对该测量机进行了结构优化设计。  首先,介绍了4-UPS-UPU并联坐标测量机的机构组成和特点,计算出测量机的自由度;对测量机的五个驱动分支进行运动学反解分析,推导出机构的雅克比矩阵,通过比较MATLAB数值计算结果和ADAMS虚拟仿真结果,验证运动学反解和雅克比矩阵的正确性;对坐标测量机的工作空间进行了分析,并给出了工作空间的图形化显示。  其次,分析了条件数、最小奇异值、可操作性三个灵巧度评价指标,并在此基础上定义了并联坐标测量机灵巧度的平均条件数指标,对4-UPS-UPU并联坐标测量机灵巧度进行可视化分析。  最后,提出基于全局灵巧度系数指标对并联坐标测量机进行参数优化设计的方法,优化了4-UPS-UPU并联坐标测量机的定平台和动平台的结构尺寸、平台上铰链点的分布角度和半径等结构参数。
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