基于2-PSR/RUPR并联机构的位置逆解及工作空间分析

李泽辉，宋胜涛，李瑞琴，胡 健

(中北大学机械工程学院，山西 太原 030051)

基金项目：山西省青年科技研究基金资助项目（201801D221236）

作者简介：李泽辉（1995—），女，硕士研究生，主要研究方向为机构与机器人学，1161860913@qq.com.

通讯作者：宋胜涛，男，副教授，965516520@qq.com.

摘要：针对包装生产线上盒体粘接工序，提出了一种2-PSR/PUPR并联机构，用于解决生产线上半成品的上胶问题。首先基于螺旋理论对机构的自由度进行计算，分别使用封闭矢量法和D-H法进行机构的位置逆解分析。其次在MATLAB中输入数据运行程序得到可达工作空间。最后给出了盒体上胶的实例分析，证明了机构的可行性。

关键词：2-PSR/RUPR；并联机构；自由度；位置逆解；工作空间

中图分类号：TH112      文献标识码：A      文章编号：2095-509X(2021)06-0011-05

在包装盒加工生产线中，由于自动化效率高，加工速度快，在粘接过程中很容易出现漏胶、少胶现象，盒子粘接不紧会产生次品。若重新放回机台粘胶，则难以把握加工进度；若作为废品丢弃，则会造成浪费，不利于绿色环保。

2-PSR/RUPR并联机构是针对包装生产线上盒体漏胶的问题提出的。该并联机构是2-PSR/UPU和2-SPR/RUPR经过构型结合，得到的可以实现两转一移特性的新机构。于靖军等^［1］对机构自由度的运算规则提出了系统的方法，方便进行自由度的分析计算。王新宇等^［2］提出了一种2-PSR/UPU并联机构，主要针对在倾斜角度不同的斜面上旋盖的问题。罗建国等^［3］针对3-RRR并联机构运动中出现的耦合问题，进行了SolidWorks和MATLAB运动学仿真分析。庞国旺等^［4］提出一种3-UPS/SP4自由度并联机构，其有较大的工作空间，可应用于包装领域的点胶和喷漆。马世豪等^［5］提出一种2-SPR/RUPR并联机构,得到了蘑菇云状的可达工作空间，适用于曲面上的喷绘和点胶。Xu等^［6］提出了基于极限约束的一平移二转动的并联机构的类型综合分析理论。Wang等^［7］在原有的喷漆设备基础上，对三自由度并联机器人做了优化改进。达悦生等^［8］提出了一种与传统坐标系描述法不同的、改进的D-H模型方法,经此方法获得的结果与仿真得到的结果进行对比,证明了改进后的D-H法具有可行性。

针对包装盒生产上的漏胶问题，本文提出了一种3自由度2-PSR/RUPR并联机构，并对其进行了运动学分析。