可重构PKM模块的选型原则——理论与实践

可重构与多功能是并联构型装备（PKM）的重要发展趋势，模块化设计是实现这类装备可重构性的使能技术。首先借助线性空间理论，简要论述了少自由度并联机构的组成原理。按照支链对动平台提供约束和驱动的作用不同，将支链分为四种类型，并据此得到少自由度并联机构的三种组合方案。基于对可重构性、多功能，以及速度、刚度特别是精度的考虑，提出可重构PKM模块的选型原则，认为含简式恰约束支链的并联机构较适于搭建兼顾上述需求的PKM模块，进而将可重构PKM模块的设计转化为恰约束支链的选型问题。在此基础上，提出一种含主动恰约束支链的5自由度混联机械手模块——TriVariant，其具有与Triccpt机械手完全相同的自由度数目和类型，且几乎继承了后者的全部优点。最后给出若干用TriVariant搭建可重构装备的应用示例。