高精度球面2自由度并联机构优化设计理论及控制的研究

球面2自由度并联机构，能够实现定向空间矢量，具有广阔的应用前景。本项申请首先以球面2自由度5R并联机构为研究对象，深入研究机构的运动学和动力学性能。在此基础上，研究通过对球面5R机构增加一个相同分支，同时增加一个驱动关节而获得的具有冗余驱动的球面2自由度并联机构，以及对球面2自由度并联机构的新机型分析。基于设计空间理论，以提高球面机构定向精度为目标，研究机构机型结构优化、运动学尺寸参数优化和组装构型优化问题；基于超确定输入能量最优原理，研究冗余驱动控制输入的协调与优化问题。综合出一套具有高精度的球面2自由度并联机构的机型结构优化、尺寸参数优化、组装构型优化和冗余驱动控制输入优化的计算机辅助设计系统。根据优化结果，以适用于各类快速移动载体对卫星电视信号的自动跟踪装置为应用目标，研制一台高精度球面2自由度冗余驱动并联机器人样机。