論文名稱：基于幾何代數的兩轉一移并聯機構分析與綜合

論文作者：浙江理工大學 / 徐靈敏

五軸混聯機床是實現高性能復雜曲面零件高效精密加工的關鍵裝備之一，基本由發達國家壟斷。兩轉一移（2R1T）并聯機構是五軸混聯機床的核心機構，是決定裝備功能和性能的基因。現有2R1T并聯機構存在三個難題：關節數多造成機構整體剛度弱、輸出轉軸不定導致無法閉環反饋控制精度差、桿件多導致動力學模型復雜計算慢。針對以上問題，論文利用幾何代數可直接計算高維幾何元素的優點，開展了2R1T并聯機構構型創新設計、解析靜剛度和逆動力學建模等研究，并搭建了適用于復雜構件加工的五軸混聯原理樣機。主要研究內容如下：（1）利用幾何代數運動求交的原理，發明了一系列關節數少（最少僅12個）且輸出轉軸確定的2R1T并聯機構，提高了機構剛度和控制精度；（2）提出了基于幾何代數的過約束并聯機構解析靜剛度建模方法，建模過程只涉及加法和乘法，計算精度高；（3）提出了基于幾何代數的并聯機構解析逆動力學建模方法，推導關節速度和加速度時無需求導或求偏微分，意義清晰且計算效率高；（4）優選出2R1T并聯機構并搭建了五軸混聯原理樣機，通過多個實驗證明其具有適用于復雜構件加工的潛力。研究成果對促進并/混聯加工裝備的自主創新與工程應用、推動高端制造業的發展具有重要意義。