中国机械工程学报，第卷，号中文字，可在网上.查询种新型基于反螺旋理论三自由度并联机器人奇异性分析机械与电子控制工程，北京交通大学，中国北京收稿日期年月日修订年月日发布年月日摘要奇异性分析是并联机器人开发和应用的重要问题。
现有的大部分研究都集中在基于雅可比矩阵的并联肢般配置扭曲系统由下式给出其中和分别是肢体指向转动关节，和方向上向量。
图链腿螺旋分析相对于相同框架，肢腿扭转系统由下式给出其中和分别是在肢体指向转动关节，和方向向量。
因此，球形自由度联动机构约束系统是这表明，该约束螺旋形成三元体系。
运动螺旋相互制约，并且可以很容易地计算出来。
链路可行运动螺旋是其中表示输出链路三个旋转自由度。
球形自由度连杆可作为个具有三个旋转自由度广义球形运动副。
在这种条件下，球形自由度连杆被替换为自由度广义运动副，这种运动副为了研究施加在链型腿平台上约束而形成。
链腿被视为串行运动链，由四个关节和五个常用旋转接头组成。
等效串联运动链扭转系统是个系统结构，并且可以相对于待表达到本地帧和给定为其中，和研究，避免求解雅可比矩阵复杂性典型方法仍然很少。
本文提出了种有四个相同链腿新型空间三自由度并联机器人。
每个链腿由个对称球形自由度联动和连接底座和平台个自由度联动转动关节组成。
在等价螺旋系统方面广义运动副概念被用来调查由链腿施加在平台上约束力。
考虑到机械手几何特征，该机械手奇异标准是基于约束相关派生出来，强调了现有单数约束构造条件。
新型三自由度并联机器人结构新型并联机器人，如图所示，由个平台，个底座和四个相同链腿.基座被标记为和平台。
基准和平台是在方形范围内，并且用字母来表示，同时它用来描述正方形内切圆半径。
四链腿标记为和，每个链腿包含个闭环子链，这种闭环子链是具有对称结构球形自由度联动结构。
闭环子链通过旋转接头连接到底座和平台。
安装在基座转动关节标记ⅰ并且附连到平台接头被标记，。
图新型对称并联机器人仔细观察图中球形自由度联动关节。
所有转动关节中心轴轴相交于公共点ⅰ，。
两个相邻关节轴心之间夹角被表示为和。
球形自由度连杆几何形状特征在于所述角度。
由于自由度联动对称结构，角长度之间关系被引入作为，。
图对称闭环子链应示意草图这里指出，连接在平台和基座上转动关节是对称分布，并且分别在每个平台转动关节轴是共面。
由于球形自由度联动机构通过这些对称分布转动关节被连接到基座和平台，每个公共点轨迹是以在图中点为中心圆上。
考虑到并行操纵器结构和几何特性，这四个共同点保持在个共同平面上，这个平面是平台和基准对称平面。
图并联机器人对称平面链腿和约束分析等效螺钉系统对于在链腿中有闭环子链并联机器人，如机器人和操纵器，这种机械手约束分析，可以基于等效螺旋系统广义运动副概念进行分析。
它意味着个闭环子链可以被认为是个广义运动副，用来执行相同输出运动因为输出链路保持对应于般结构独特流动性。
在图中球形自由度联动结构是个双肢输出链接并联机构运动特性，这种链接可以用螺旋理论来揭示输出链接。
如图所示，考虑机构结构特点，该局部坐标中国机械工程学报，第卷，号原点附连到公共点，轴是第二回转轴线和轴重合，它是垂直于由形成平面关节和轴。
因此，肢般配置扭曲系统由下式给出其中和分别是肢体指向转动关节，和方向上向量。
图链腿螺旋分析相对于相同框架，肢腿扭转系统由下式给出其中和分别是在肢体指向转动关节，和方向向量。
因此，球形自由度联动机构约束系统是这表明，该约束螺旋形成三元体系。
运动螺旋相互制约，并且可以很容易地计算出来。
链路可行运动螺旋是其中表示输出链路三个旋转自由度。
球形自由度连杆可作为个具有三个旋转自由度广义球形运动副。
在这种条件下，球形自由度连杆被替换为自由度广义运动副，这种运动副为了研究施加在链型腿平台上约束而形成。
链腿被视为串行运动链，由四个关节和五个常用旋转接头组成。
等效串联运动链扭转系统是个系统结构，并且可以相对于待表达到本地帧和给定为其中，和此新型并联机器人几何特征，链路长度对于所有等效运动链是相同，其中每条链腿，如图所示。
.可致动关节角从测量到下臂。
在坐标系链腿中，自由度联动共同点齐次坐标可以表示为其中，是个为和为速记符号，下标从至个识别链型腿数目。
点全局坐标系中位置由下式给出其中变换矩阵，因为轴线平行于固定轴，角度确定和，即和。
共同点可以从公式派生出来并且简化为考虑到对称平面由四个公共点形成，它可通过任意三个点来确定。
假设，和被选择时，对称平面可在全局坐标系中表示出来并且给定为当三个角度是不相等，在对称平面中三个约束与底座是交叉。
它意味着，对称平面与基座相交并且对称平面与平面交点可以被描述为根据图中所示机械手几何特征中，线方程是结合方程和，交叉点坐标可以得到因此，在全局坐标系中链腿约束坐标，由下式给出中国机械工程学报，第卷，号同样，坐标约束和由下式给出对于链腿，在公共点被由公共点，和确定。
它意味着该角度可由角，和表示。
因为零间距四个螺旋约束是共面，所述约束系统变化可以通过调查代表性公共点，和，和约束依赖性来导出。
三个螺旋约束等级可以计算，如其中螺旋系统等级。
这表明，当三个约束同时与底座相交时，三个约束是独立。
根据螺旋系统依赖性，这种条件下，所述由四链型腿施加平台上系统约束不变质。
结构上，当三个独立角度是不相等时候，没有奇异性。
当对称平面和基座相交，但对应于两个不相邻链腿两个约束是平行于基座时候，对称平面与面交点是平行于图任轴或轴，如图所示。
假定该约束和链腿和是平行于基座，由于四个链腿对称分，所以通过共同点和线平行于基座。
在这种条件下，该角度关系和为在这种结构中，约束在全局坐标系表达式变为图两个约束平行于底座结构从公式和，三个螺旋约束，和级别可以得到，也就是。
它意味着这种结构，三个约束是独立，并且没有奇异性。
当四个约束反力是平行于基座，同时对称平面平行于底座和平台，在全局四个约束成表达变为方海荣等基于自行车车架反螺旋理论奇异性分析优化设计在这种条件下，公式在四个螺旋约束形成系统可简化为以下特殊情况因此，当角度和相等时，平台约束奇异性出现变化，并移动到在等式中特殊配置发生了变化。
从几何图形中，当，或者，每条链腿球形自由度联动接头是共面。
在这种情况下，链腿奇异性也会出现。
当，四个共同点成为重合，如图所示。
考虑反余弦领域，只当时，奇异性存在。
图并联机器人奇异点结论新型自由度并联机器人有两个旋转自由度和个平移自由度呈现。
强调了并联机器人几何特征，并提出了对称面。
研究链腿约束是基于广义运动副等效螺旋系统而言概念基础上进行。
机械手奇异点分析，是根据施加平台和约束螺钉依赖性进行分析，并且只有在四条链腿四个共同点变得致，约束奇异点才会出现。
研究了链腿单数结构。
参考文献研究，避免求解雅可比矩阵复杂性典型方法仍然很少。
本文提出了种有四个相同链腿新型空间三自由度并联机器人。
每个链腿由个对称球形自由度联动和连接底座和平台个自由度联动转动关节组成。
在等价螺旋系统方面广义运动副概念被用来调查由链腿施加在平台上约束力。
考虑到机械手几何特征，该机械手奇异标准是基于约束相关派生出来，强调了现有单数约束构造条件。
新型三自由度并联机器人结构新型并联机器人，如图所示，由个平台，个底座和四个相同链腿.基座被标记为和平台。
基准和平台是在方形范围内，并且用字母来表示，同时它用来描述正方形内切圆半径。
四链腿标记为和，每个链腿包含个闭环子链，这种闭环子链是具有对称结构球形自由度联动结构。
闭环子链通过旋转接头连接到底座和平台。
安装在基座转动关节标记ⅰ并且附连到平台接头被标记，。
图新型对称并联中国机械工程学报，第卷，号中文字，可在网上.查询种新型基于反螺旋理论三自由度并联机器人奇异性分析机械与电子控制工程，北京交通大学，中国北京收稿日期年月日修订年月日发布年月日摘要奇异性分析是并联机器人开发和应用重要问题。
现有大部分研究都集中在基于雅可比矩阵并联机器人奇异性研究。
个具有对称结构三自由度并联机器人是我们研究对象。
该新型并联机器人只采用旋转接头，由通过旋转接头连接到基地和平台四个闭环子链组成。
每条链中闭合子链腿是球面自由度联动。
特殊对称结构球形自由度联动输出运动特性是基于螺杆系统之间相互关系进行分析。
应用在等效螺杆系统而言广义运动副概念研究每个链腿平台上所施加约束条件。
考虑到并联机器人几何特征，分别对应不同配置并联机器人奇异标准是基于钉系统和线几何依赖显示。
些配置个自由度必须出现在现有条件下确定。
本文提出了种在几何确定约束平面内基于约束力奇异性分析新方法，并且所提出方法是能够避免复杂性在解决雅可比矩阵。
关键词并联机器人，奇异性，螺旋理论，格拉斯曼线几何简介并联机器人在过去十年间已被广泛研究，由于高刚度和精度，特别是由于并联机器人有限度自由空间自由度。
年，提出了著名三自由度并联机器人致力于高速应用三角形机器人。
这导致在调查并联机器人腿部结构建造有限自由度利益受到限制。
年，等，提出了只采用旋转接头和每个连接腿包含平面四杆平行四边形自由度并联机器人。
在年，等人，提出了可以安装在有限自由度并联机构复合对和子链。
年，等，采用平行四边形来设计新并联机械手。
所有这些努力促进了并联机器人，而在这种机器人当中些闭环子链被用作腿结构部分。
奇异性分析是并联机器人发展与应用个重要问题，并在文学中已获得极大关注。
早期文献谈及机器臂不良配置是。
许多学者研究了雅可比机械手奇异矩阵。
和强调了在闭环机制中遇到构造奇异点分歧。
提出了基于雅可比机构矩阵性质奇异性般分类。
等，使用雅可比矩阵性质研究平面型机械手奇异点。
和，开发有限自由度并联机器人雅可比分析方法，并研究了雅可比矩阵，提供了有关这两个架构和约束奇异信息。
和分析了特殊成型判别矩阵，并发现了并联机器人几何形状奇异构造。
和讨论限制自由度并联机器人作为四肢奇异，平台奇异和驱动奇异奇异案例。
在雅可比矩阵复杂情况下基于找到并联机器人奇异构造，提出格拉斯曼直线几何。
等人，强调了并联机器人奇异性问题，它是基于螺旋理论终端约束。
另外，等人研究了三种过度驱动三自由度平面并联机器人奇异性，这种并联机构已经应用在制造业机床发展上了。
近日，方海荣等基于自行车车架反螺旋理论奇异性分析优化设计和提出了种方法来研究接近于基于静态分析并联机器人奇异。
虽然奇异性研究吸引很多关注并且已经做了大量研究，避免求解雅可比矩阵复杂性典型方法仍然很少。
本文提出了种有四个相同链腿新型空间三自由度并联机器人。
每个链腿由个对称球形自由度联动和连接底座和平台个自由度联动转动关节组成。
在等价螺旋系统方面广义运动副概念被用来调查由链腿施加在平台上约束力。
考虑到机械手几何特征，该机械手奇异标准是基于约束相关派生出来，强调了现有单数约束构造条件。
新型三自由度并联机器人结构新型并联机器人，如图所示，由个平台，个底座和四个相同链腿.基座被标记为和平台。
基准和平台是在方形范围内，并且用字母来表示，同时它用来描述正方形内切圆半径。
四链腿标记为和，每个链腿包含个闭环子链，这种闭环子链是具有对称结构球形自由度联动结构。
闭环子链通过旋转接头连接到底座和平台。
安装在基座转动关节标记ⅰ并且附连到平台接头被标记，。
图新型对称并联机器人仔细观察图中球形自由度联动关节。
所有转动关节中心轴轴相交于公共点ⅰ，。
两个相邻关节轴心之间夹角被表示为和。
球形自由度连杆几何形状特征在于所述角度。
由于
（外文翻译）一种新型基于反螺旋理论三自由度并联机器人奇异性分析（外文+译文）
