项目研究取得成果
综合出了一系列的两转动自由度完全解耦 并联机器人 U-RRU-SPU; U-RRU-SPS; U-RRS-PSS; U-RRU-RSU; S-RRU-SPU; S-RRU-SPS; S-RRS-PSS; S-RRU-RSU
对U-RRU-SPU机构进行了分析
结 2013-10-13 题 告 报 6
查阅论
合计：292.5 元
结 2013-10-13 题 告 报 18
自我评价
完成了项目的部分预期目标。
学到了很多东西，如报告的写法、软件 的使用和一些机构学基础理论，初步掌 握了针对新问题如何有针对性的进行分 析、研究并将其解决的思路和方法 。
结 2013-10-13
题 告
报 19
感谢
感谢学校提供了一个这样的舞台让我们来 施展自己的才能和锻炼自己的能力。 感谢校教务处、学院教务科及创新基地各 位领导和老师在项目进行过程中所给予的 督导、支持和帮助！ 感谢每位支持我们、帮助我们、指导我们 的老师，是你们让我们学到了很多，成长 了很多！谢谢你们！
解得：
2 2 T 2 L2 L3 M m cos 1 arcsin( ) arctan( ) 2 L2T L1 m sin 2 2 2 arcsin( T L2 L3 ) arctan( M m cos ) 2 2 L2T L1 m sin
1m m 1

1.5
2
0
0
0.5
1m
1
1.5
2
(a) l3=0.3
2013-10-13
结
题
(b) l3=0.6
报 告 14
项目研究取得成果
2 1.8 1.6 1.4 1.2
36 30 0 0 10 5 15 0 0 0 20 0 25 0 30 0 36 0 25 0 20 0 15 0 10 0
2 1.8 1.6
i 1 g
其中： n 为构件数；
g 为运动副数；
f 为第 i 个运动副自由度数；
i
为冗余自由度数； 为消极自由度
2013-10-13
结
题 告
报 8
项目研究取得成果
上平台位置正解一
2 L3 m 2 H 2 M L2 cos ) arctan( ) 1 arcsin( 2mH L1 L2 sin 2 L3 m 2 H 2 M L2 cos arcsin( ) arctan( ) 2 2mH L1 L2 sin
上平台用相互垂直的两个杆 代替
结 2013-10-13
题 告
报 16
样机实体二视图
结 2013-10-13
题 告
报 17
项目经费使用情况
网络查询费 资料费 资料打印费 （图书注 《高等空间机构学》 明书名、 高等教育出版社 出版社） 《机器人学基础》 机械工业出版社 2 元／时 0.1 元／页 46.3 元／本 23 元／本 40 小时 50 页 3本 3本 80 元 5元 138.9 元 69 元
L3 m L2 L4 m1 , l2 , l3 , l4 R R R R
其中： R
m L2 L3 L4 , L4 L1 2 M 2 4
m1 , l 2 , l3
和
l4 约束条件为：
2013-10-13
m1 l 2 l 3 l 4 4 , 0 m1 , l题 , l 3 , l 4报 2 结 2
结 2013-10-13 题 告 报 20
结题报告
两转动自由度完全解耦并联 机器人开发
项目组成员：刘华 郭志建 张杰 指导教师：侯雨雷 曾达幸
2012.10.06
研究内容简介
项目研究内容为两 转动自由度完全解 耦并联机构，这种 机构由一个动平台、 一个静平台和三个 支链组成。该机构 由四连杆机构演化 而来，对其进行了 自由度、空间位置、 工作空间等机构运 动学分析。
36 0 10 0 36 30 25 0 0 0 20 0 15 0 10 0 5 0
1.4 1.2
5 10 15 0 0 20 0 0 25 250 0 30 0 36 0
25 0
36 0
36 30 0 0 30 0 36 0 10 0 5 0 5 0 10 0 10 0
l2 1
0.8 0.6 0.4 0.2 0 0
创新之处在于机构的并联解耦。
– 并联机构相对于串联机构来说具有良好的刚度 和更高的精度。 – 完全解耦并联机构与传统并联机构相比，具有 运动学和动力学分析容易、控制简便等优点， 且机构的解耦有利于提高机构运动精度，各分 支相互独立、互不影响，使机构组装容易。
U-RRU-SPU机构正好结合了两者。
结 2013-10-13 题 告 报 5
20 30 36 0 0 5 0 0
15 0 10 0 10 0
5 0 5 0
10 0 15 0 10 0 5 0
20 36 0 0 15 0 10 5 0 0 5 0
1.8 1.6 1.4 1.2
5 0 5 0 5 0
l2
1
0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.5
0.8 0.6 0.4 0.2
5 0
告
13
项目研究取得成果
matlab绘制出上平台的
2 1.8 1.6 1.4 1.2 l2l
2 1
工作空间图
2
5 10 0 0 15 0 20 25 0 30 0 36 0 0 20 0 5 15 0 0 10 0 25 30 0 0 36 0 10 0 10 0 20 0 15 0 10 0 5 0
（1）
（2） （反解一）
其中： T ( M m cos ) 2 ( L1 m sin ) 2
结 题 报 2013-10-13 告 11
项目研究取得成果
上平台位置反解二
1 2
3 3 3 m M 2 2 ( M m cos ) ( m sin sin cos ) 2 2 2 2 2 L 3 m 2 ( L1 m cos sin sin ) 2 2
已经完成的工作
查阅资料并已综合出了一系列的两转动自 由度完全解耦并联机构 使用SolidWorks绘制了系列的其中U-RRUSPU机构的三维图形，并以此进行了仿真研 究 完成了对U-RRU-SPU机构的自由度分析，动 平台位置正解和反解、工作空间的分析
结 2013-10-13
题 告
报 4
项目的创新点
结 题
报 告 2
2013-10-13
工作计划
起止日期 主要研究内容
2009.01—03 查阅资料、方案设计、机构型综合
2009.04—07 机构运动理论分析、软件仿真研究 2009.08—01 机构样机研制开发 2010.01—03 样机实验研究 2010.04—05 填写结题表，撰写研究论文
结 题 报 2013-10-13 告 3
其中 H ( M L 2 cos ) 2 ( L1 L 2 sin ) 2
结 2013-10-13 题 告 报 10
项目研究取得成果
上平台位置反解一
对四连杆 ABCD 分析：
M L2 cos m cos L3 cos L1 m sin L2 sin L3 sin
l2 1
0.8 0.6 0.4 0.2
5 0
36 0 30 0 25 20 0 015 0 10 0
36 300 25 0 20 0 0 15 010 5 0 0
0.5
1m
1
1.5
2
0
0
0.5
1m
1
1.5
2
(c) l3=0.9
结 2013-10-13 题 告 报
(d) l3=1.2
15
样机实体图
考虑到球铰的价格和加工困 能等因素，球铰用一个十字 轴万向节和一个圆柱副代替
项目研究取得成果
绘制出了其中U-RRU-SPU机构的三维图形
z
E

x
A
o
y
L3
m
B

L1 C Z L2 O X
结 2013-10-13 题 告 报
L
F
Y D M

7
项目研究取得成果
计算机构的自由度
由 Kutzbach-Grü bler 修正式算得自由度：
DOF d ( n g 1) f i 6(6 7 1) 12 2 0 2
（反解二
结 2013-10-13
题 告
报 12
项目研究取得成果
机构的运动空间
U-RRU-SPU 并联机构输出参数之一 在不考虑驱动器与各连杆间干涉时，其变化范围 为 0 到 2 。主要关注另一个输出参数 与其它几何参数 m , 关系。为了进一步研究方便，我们将以上几何参数比例化。
M , L1 , L2 , L3 等的
（正解
其中 H ( M L 2 cos ) 2 ( L1 L2 sin ) 2
结 2013-10-13 题 告 报 9
项目研究取得成果
上平台位置正解二
L1 2 3(m 2 M 2 ) (mcosα M) 2 (2L1 msinαs2 4L2 β1 arccos 2 2 2m 9M 3(Mcosα 2L1cosαo （正解二） arctan Msinα 2L1cosα 3M L1 2 3(m 2 M 2 ) (mcosα M) 2 (2L1 msinαs2 4L2 β 2 arccos 2 2 2m 9M 3(Mcosα 2L1cosαo Msinα 2L1cosα arctan 3M