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作为一种新型机床,并联机床(又称虚拟轴机床)由于其自身具有的诸多优点,如高承载能力、高运动精度、大刚度、良好的动力特性等受到了国际学术界和工程界的广泛重视。
本文详细地分析了国内外并联机床的发展概况,以及主要的理论研究。对一种新型四自由度并联机构的运动学、工作空间、奇异性等一系列问题进行了比较深入和系统的分析。
在运动学分析方面,以动平台中心点为参考点对该并联机构进行了运动学正解、逆解分析,从而得出本机构运动学方面的特点。逆解存在多解情况,给出了多解时的逆解选取原则。
在机构性能方面,由该并联机构的位置逆解推导出了机构的雅可比逆矩阵,间接得到了并联机构的雅可比矩阵,并对其奇异位形进行了研究。
在工作空间分析方面,通过编制搜索程序在Matlab中对该并联机构的工作空间予以确定和计算机仿真。同时,分析了该并联机构主要结构参数和驱动角取值范围对工作空间的影响。
使用Matlab软件中的GUI,对工作空间进行了计算机仿真,使各结构参数对工作空间的影响达到可视化。