新型可重構可展機械手機構的運動學分析

廖益豐，唐小鳳，林偉龍，梁忠文

（柳州鐵道職業技術學院，廣西 柳州545616）

0 前言

制造業一直是國家發展程度的標志之一，世界上任何一個發達國家都是制造強國，中國為了實現自己的中國夢，也必須向制造強國邁進，如今，世界已經開啟了邁向工業4.0的步伐，然而要達到工業4.0就必須實現智能制造，這當然離不開機械手的研究，洪琳[1]等人設計了一種多工位送料機械手機構并對其進行了電機同步控制研究；徐佳偉[2]對一種龍門架吸盤機械手進行了設計與分析；趙維超[3]等對一種人體頸肩按摩機械手進行了設計研究；廖益豐[4]等人設計了一種可重構可展機械手機構，該機構具有多種運動性能并能靈活轉換，具有良好的應用前景。

運動學問題是機構的關鍵技術問題，本文對文獻[4]的機械手機構進行運動學分析，分析其各構態的自由度、位置和速度曲線，為其日后應用打下基礎。

1 機械手機構各構態的自由度計算

文獻[4]所設計的機械手機構具有五個構態，其機構簡圖如圖1所示。

圖1 構態簡圖

圖中L1為文獻[4]中主連桿和第五連接桿構成了伸縮桿的長度；L2為第六連接桿的長度；L3為主連桿和第二連接桿構成了伸縮桿的長度；L4為第四連桿的長度；L5為第三連桿的長度；L1′為主連桿長滑槽端的長度；L1″為第五連桿長度；L3′為主連桿短滑槽端的長度；L3″為第二連桿的長度；L6為圖1（d）圖中虛線的長度。

根據自由度計算公式CGK公式形式如下：

其中：d為機構階數；n為構件數；g為運動副數；……