为满足盾构管片姿态微调需要,提高拼装精度及效率,提出基于3-SPS/1-S张拉整体并联机构设计管片拼装微调机构。给出总体方案及构型分析,机构仅有3个转角自由度,可实现管片横摇、俯仰及偏转动作。重点研究机构位置反解、正解及工作空间。运用RPY法推导旋转矩阵,得到位置反解表达式;给出位置正解的变步长搜索求解法;基于工作空间约束方程,分析体积求解方法。数值验证结果表明(1)位置反解易求且具有唯一性;(2)位置正解不唯一,共有29组解值;(3)给定球铰最大转动值为35°,工作空间体积为0.768rad3。该机构可满足管片姿态微调要求,具有一定指导意义。

针对机电产品设计和电气控制课程的教学要求,开发出一种基于PLC控制的机械手实验平台。该机械手具有底座旋转、水平和垂直移动、手爪旋转、手爪抓取等5个自由度,可按照设定的程序抓取不同位置的工件。该教学平台的开发,不仅完善了实验教学项目,而且增强了学生学习兴趣和实际开发机电产品的能力。