● 摘要
并联机构凭借其高刚度、高精度和高承载能力等优点，正逐渐成为机构学的研究热点，目前已广泛应用于运动模拟仿真、机床和对接装配等领域。本文依托某大部件的竖直对接项目，从工作空间分析、结构参数设计、强度和刚度以及精度保证几个方面对并联机构进行了研究。
在工作空间方面，基于位置反解，分别用综合法和包络法对工作空间进行了分析求解。研究了位置空间与姿态空间的关系，为并联机构工作空间指标的制定提供了有力依据；探索了工作空间与对接高度之间的关系，方便了对接部件初定位时高度的确定。
在结构参数设计方面，对加工难度较大的球铰链进行设计，在保证其转角满足工作空间需求的前提下，利用搜索法得到最小楔角。以获得最大工作空间为目标，充分利用位置空间和姿态空间之间的关系，精简目标参数，对并联机构的铰链点布置进行了优化设计。
利用有限元方法，对各零部件和整机进行了结构设计和强度校核，保证满足安全系数的要求。
针对大负载作用下材料变形影响机构定位精度的情况，建立了误差正解模型。利用刚度矩阵，验证了有限元分析数据精度的可靠性。结合有限元分析结果和SVD法，研究了并联机构末端位姿误差的变化规律，提出了有效的误差补偿方法。