首先,基于并联机构拓扑结构设计方法设计了两平移两转动(2T2R)并联机构,其耦合度为1,并计算了方位特征(Position Orientation Characteristics,POC)集、约束度和自由度;其次,分析了该机构的拓扑特征运动学,求解了该机构的位置正解与位置反解,验证了正解与反解的正确性;最后,基于位置反解对该机构的奇异性、工作空间进行分析计算,得到了机构可能发生的奇异位置,并求得了机构的最大可达空间。这为机构的动力学和动平衡研究以及样机制造奠定了基础。

以一种两移动两转动(2T2R)自由度面对称(CRR)2S-(3R)2R并联机构为研究对象,基于方位特征集理论分析该机构的自由度数目和性质,并对其进行了运动学分析。应用坐标变换法,建立求机构位置正解的非线性方程组,并采用差分进化算法求解该方程组。推导出机构逆解解析表达式,应用数值算例验证机构正解、逆解的正确性。采用矢量法推导机构速度及加速度表达式,并应用Matlab编程绘制机构的位置、速度和加速度曲线。同时,应用Adams进行运动学仿真,并求得Matlab理论曲线与Adams仿真曲线的最大误差。结果表明,二者运动学分析曲线基本一致,表明该机构理论分析正确可靠。