可控RRRPP型机构的可动性与轨迹图谱研究
第4期2017年4月组合机床与自动化加工技术Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
No. 4Apr. 2017文章编号：1001 -2265(2017)04 - 0014 - 04
DOI ： 10.13462/j. cnki. mmtamt. 2017.04.004可控RRRPP 型机构的可动性与轨迹图谱研究#
宋胜涛,赵建文，马瑶，金航旭
(中北大学机械与动力工程学院<太原030051)
摘要：文章以RRR 型和PPR 型二级杆组为基本杆组所组成的RRRPP 构型为研究对象，首先，在选定 原动件以及运动类塑的前提下，分析了机构的可达工作空间以及奇异位形，得到了该机构的可动性 边界条件;其次，在此基础上,研究了机构在不同可控因素下末端输出点的轨迹图谱;最后^研究了快 速绘制机构的灵活工作空间的方法。研究绪果为工程设计者在给定的工作轨迹设计机构时提供了 有价值的参考。
关键词：RRRPP 型机构；工作空间；奇异位形；可动性;轨迹图谱
中图分类号:TH 112;TG 506 文献标识码:A
Research on Mobility and Trajectory Atlas of Controlled RRRPP Mechanism
SONG Sheng -tao,ZHAO Jian -wen,MA Yao,JIN Hang-xu
(School of Mechanical and Power Engineering , North University of China , Taiyuan 030051,China ) Abstract ： This paper uses the RRRPP configuration formed by the basic lever RRR and PPR assur group grade H as the research object , firstly , on the basis of the driving link and its motion type was selected , the reachable workspace and singular configuration of mechanism was analyzed , the mobility boundary condi -tions of mechanism was obtained ； Then , based on which , the trajectory atlas of the end-effector of mecha -nism under different controllable factors was analyzed ； Finally , the method of rapid-drawing the flexible workspace of the mechanism was analyzed . The results provides a valuable reference for the engineering de -signers to design mechanism with specific work trajectory .
Key words ： RRRPP mechanism ； workspace ； the singular configuration ； mobility ； the trajectory atlas 〇引言
两自由度平面五杆机构是最筒单的机器人机构，
而任何一种机构都有可能成为组成机器人的重要组成
部分，诸如五杆机构的打结器m 、油業钵苗移栽机[2]、
下肢康复训练机构[3]和动臂-斗杆机构[4]等现代机器
中得到广泛应用。平面五扞机构的基本构型13种[5]，
包含转动副（R )和移动副（P )两种铰链，按照含有的
转动副和移动副的数S 共分为5类，分别是5R
(RRRRR )、4R 1P (RRRRP、.RRRPR 和.R RPRR )、3R 2P
(RRRPP 、. ：RRPRP 、RRPPR 、RPRPR、：PRRRP 和
PRRPR )、2R 3P .(RPRPP、RPPRP 和 PRPRP .)。芄,杆机
构的研究大多数集中在5R 型全转动副机构上和少数
的单移动副涉及可动性求解空间3]和奇异
性[9]等多个方面e 含两个移动副五杆机构的系统性研
究目前不多身皇对于末端输出点的输出轨迹与可控
性因素之间的规律研究相对薄弱。
可动性作为机构尺寸综合的前提，针对RRRPP M
曲柄滑块平M 机构，貴先从可动性条件入手，在文献
[10 ]对称四杆机构输出曲线形状图谱的基础j ;,.进一.歩:請五杆机构未端输出点的输出轨迹与可控性H 素之 间的关系图谱进行研究，找出两者之间的影响规律为 RRRPP 型五杆机构的设计提供了理论依据…1 R R R P P 型平面五杆机构数学模型描述图1为:RRRPP 型平面五杆机构运动简图表示。 由3个转动副和2个移动副，将2个R R 遒二副构件 (连杆1、连杆2)、2个RP _二副构件（滑块3和机架 5)和1个PP 型二副构件（连杆4)连接起来。该运动 链可由7个参数定义，分别是杆长A 和以杆4的角度 〇!、移动副偏距.和滑块位移鐘石和
收稿日期:2.016-12-0S
基金项目：国家S 然科学棊金资ffl 項目:P 乜《淑6)
作者简介:雜涛(W 79—).男人，中;攀祕?辑，博士,■貧#囟为现代机械扉十理论与方鋪舞_m ail)96551652()(i.
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