题目：2-DOF类球面并联转台的稳健设计

二自由度转台可用于精确指向和精确跟踪，在航空、导航和通信领域有着重要应用。相比于传统串联式转台，并联转台有着结构刚度大、动态响应快、指向精度高等优点，代表着少自由度转台的发展趋势。本文主要以一类n-4R二自由度并联转台为研究对象，对其工作空间、运动学特性、转轴的误差敏感性方面进行了稳健性设计。全文主要工作如下：

针对一类n-4R二自由度并联转台的机构特性，提出三角板模型与纯滚等径半球模型，在三角板模型的基础上用几何法建立了n-4R并联机构的通用运动学正反解公式，并讨论了几何法求解运动学正反解过程中产生多值性的原因，最终确定n-4R并联转台运动学正反解的唯一解。

由n-4R并联转台的运动学正反解得到约束方程，得到理想情况下不同支链数的并联转台的工作空间，并用虚拟样机进行了验证。在此基础上，通过添加支链的干涉约束条件，得到了实际机构的工作空间。在工作空间的基础上进一步分析了不同支链下转台的奇异性，找到3-4R并联转台的一个奇异位形；讨论了一种新型3-4R并联转台的奇异位形及运动模式可变的特性，即同一机构可以实现球面平移或球面转动两种运动模式。

建立误差源综合传递模型，简化了各类误差的建模分析。建立了n-4R并联转台各支链的通用位姿变换矩阵。将误差视为等效连杆，利用空间坐标变换法，将误差矩阵代入并联转台各支链的位姿转化矩阵，计算并联转台末端的位姿误差。对比不同转动副处添加误差矩阵后动平台的影响，得到动平台对各转动轴的误差敏感性排序，以此指导实验样机的设计。

合理选择n-4R并联机构的支链数，进行结构设计，对样机进行容错性分析，在虚拟样机环境下检验样机在不同失效形式下的表现。最后对物理样机进行工作空间测试实验、运动速度测试实验、以及精度测试实验。