● 摘要
虚拟装配技术下的力觉交互设备按机构构型分为串联式、并联式机构，按连接方式分为连杆和柔索驱动。其中柔索驱动并联机构具有惯性小、动力性能优良、易于拆装的特点，其较高的传动效率和冗余驱动方式可以提高机构承载能力，扩大工作空间。然而，柔索驱动并联机构的冗余驱动方式以及柔性体只承受拉力的特性对系统刚度产生影响，本课题主旨即对柔索驱动并联机构的刚度进行研究。本文首先对并联机构静态平衡方程进行微分变换，推导并联机构刚度矩阵，确定机构构型是影响并联机构刚度的主要因素。然后以刚度矩阵特征值最小值为刚度性能评价指标，利用Matlab对不同构型的平面、空间并联机构进行拉力分布计算，刚度矩阵计算，建立刚度矩阵平均值分布图，对各构型进行刚度性能评价，进而提出提高并联机构刚度的构型优化原则。最后，针对六自由度柔索驱动并联机构，提出两种优化方案。