并联机构拓扑结构的字符串描述及其应用

文章编号：!""#$!%&!（&""%）!&$"’’!$"(并联机构拓扑结构的字符串描述及其应用

朱煜副教授

朱煜汪劲松张华张永忠

摘要：在研究并联机构拓扑结构的基础上，提出一种新的并联构型字符

串描述方法，对并联机构的支链结构、平台外形、链接方式等进行抽象描述，为并联机床构型设计数字化过程中的并联机构构型的选择、建模、综合等提供并联机构拓扑结构完备、简洁、直观的描述字符串，从而为相关的应用程序间以及人机交互提供数据交互的标准。讨论了这种描述方法在)*+$,)-.中的具体应用。

关键词：并联机床；并联机构；拓扑结构；建模；型数综合

中图分类号：+/("&文献标识码：0收稿日期：&""&—"#—!1

基金项目：国家12%高技术研究发展计划资助项目

（&""!00#&!!!"）；国家’3%计划资助项目（/!’’1"%"2"3）；清华大

学“’1(”项目在研究并联机床虚拟产品设计系统（)*+$

,)-.）

的过程中，并联机构构型设计的数字化成为重要的研究内容。研究发现，并联机构拓扑结

构的字符串描述，为并联机床构型设计数字化过

程中的并联机构构型的选择、建模、综合等相关应

用程序及人机交互提供数据交互的重要形式。

并联机构拓扑结构的字符串描述已形成一些

被普遍接受并使用的格式，如2$+).、2$)+.、%

$4).等，

简单反映了机构的支链数、支链结构等结构特征。但这种描述未能全面反映并联机构的

结构特征，如驱动器位置、动静平台的结构布局、

运动支链与平台链接的布局，且只能描述对称的

纯并联机构，对于非对称结构、混联结构的机构无

法描述。笔者在研究并联机构拓扑结构的基础

上，提出一种新的并联构型字符串描述方法，并讨

论其具体应用。

!典型并联构型及其结构特征分析

并联构型的描述必须反映并联机构的结构特

征，本文选择了一些典型的并联构型［!，&］（见图!

5图%）

。对机构的拓扑结构可以利用拓扑图论进行分

析，运动链的型综合问题可以转化为研究一定数

量的顶与边能联接为多少种不同构图的问题［%］，

但由于空间机构的结构较为复杂，基于拓扑图论

的描述较为困难。一些学者也对空间多环连杆机

构的拓扑结构的表示方法、

同构判定方法以及构

图!其它典型并联构型

?!’’?并联机构拓扑结构的字符串描述及其应用———朱煜汪劲松张华等

万方数据