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第一篇 构型分类与综合 3

第1章 并联机器人机构的分类 3

1.1 并联机器人的定义和特征 3

1.2 运动副和支链 5

1.3 结构体系 10

1.3.1 2自由度并联机构 11

1.3.2 3自由度并联机构 13

1.3.3 4自由度并联机构 22

1.3.4 5自由度并联机构 24

1.3.5 6自由度并联机构 25

1.4 小结 29

参考文献 29

第2章 并联机器人机构的构型综合 35

2.1 自由度分析 35

2.1.1 观察法 36

2.1.2 演化法 38

2.1.3 运动学分析法 39

2.1.4 旋量法 41

2.2 构型演化 45

2.3 构型综合 48

2.3.1 含平行四边形闭环子链的并联机构构型综合 48

2.3.2 基于演化法的并联机构构型综合 71

2.3.3 基于Grassmann线几何和线图法的并联机构构型综合 77

2.4 小结 89

参考文献 89

第二篇 性能评价与优化设计 97

第3章 并联机器人机构的运动／力性能分析及评价 97

3.1 运动与力的旋量描述 99

3.1.1 运动旋量与螺旋运动 99

3.1.2 力旋量 99

3.1.3 运动旋量与力旋量的互易积 100

3.2 运动旋量与力旋量的求解 101

3.2.1 传递与约束力旋量 101

3.2.2 输入与输出运动旋量 105

3.2.3 运动和力的传递关系 109

3.2.4 运动和力旋量子空间 110

3.3 运动／力性能评价方法及指标 114

3.3.1 非冗余并联机构的性能指标 114

3.3.2 冗余并联机构性能指标 136

3.4 综合应用案例 139

3.4.1 3-UPU并联机构概述 139

3.4.2 3-UPU机构运动／力传递特性分析 140

3.4.3 3-UPU机构运动／力约束特性分析 142

3.5 小结 144

参考文献 146

第4章 并联机器人机构的奇异性分析与评价 149

4.1 奇异机理及分类 150

4.1.1 少自由度并联机构 150

4.1.2 6自由度并联机构 150

4.2 奇异性分析的新方法 151

4.2.1 方法体系 151

4.2.2 应用实例 155

4.3 距离奇异位形远近的评价 159

4.3.1 评价指标 160

4.3.2 应用实例 160

4.4 小结 167

参考文献 168

第5章 并联机器人机构的尺度综合 169

5.1 基于性能图谱的优化设计方法（PCbDM） 169

5.1.1 无量纲化方法（PFNM）及参数设计空间（PDS） 170

5.1.2 设计指标 174

5.2 优化设计一般流程 178

5.3 设计实例 180

5.3.1 3-PRS并联机构 180

5.3.2 2自由度球面5R并联机构 185

5.3.3 3自由度姿态精调机构 194

5.4 小结 199

参考文献 200

第三篇 综合设计实例 203

第6章 5自由度并联加工机器人的运动学设计 203

6.1 应用背景 203

6.2 构型创新设计 204

6.3 运动学分析 207

6.3.1 自由度分析与验证 207

6.3.2 运动学逆解及奇异性分析 209

6.4 运动学优化设计 219

6.4.1 参数设计空间 220

6.4.2 性能评价指标 220

6.4.3 尺度综合 222

第7章 4自由度并联机器人的运动学设计 229

7.1 应用背景 229

7.2 运动学逆解 230

7.3 性能指标 232

7.4 性能图谱及尺度综合 235

7.5 工作空间辨识 238

7.6 样机开发 242

附录 旋量理论基础 245

A.1 旋量的定义 245

A.2 旋量的基本运算 247

A.3 旋量系及其基本性质 248

参考文献 251

索引 253