3、螺旋理论在柔顺并联机构设计中的应用

螺旋理论在柔顺并联机构设计中的应用

螺旋理论助力柔顺机构不变性评估

螺旋理论为评估已构建的柔顺机构的不变性特性提供了可能。通过所建立的柔度/刚度矩阵，能够进行诸如特征螺旋评估等操作，还可利用获得的不变性特性进一步分解柔度/刚度。

柔顺机构设计中螺旋理论的应用现状与需求

螺旋理论在传统机构和机器人的设计与分析中是一种成熟的方法，但在柔顺机构中的应用历史相对较短。因此，有必要深入研究螺旋理论的理论基础，探索基于螺旋理论的方法的优势和局限性。

设计目标与动机

为解决上述问题，相关研究致力于在螺旋理论框架下开发一种系统的方法来设计柔顺机构，尤其关注柔顺并联机构。主要动机如下：
1. 探索理论基础 ：遵循机构等效设计原则，将传统机构和柔顺机构的分析与设计统一在螺旋理论的同一框架下，特别关注柔性元件的柔度研究及其集成，以建立螺旋理论在柔顺机构设计中的理论基础。
2. 解决综合设计问题
- 概念设计层面 ：在主要考虑自由度和约束的概念设计层面，运用螺旋理论开发算法，能够为给定的柔顺机构运动自动生成约束和执行器的布置。
- 尺寸设计层面 ：在考虑柔顺并联机构刚度的尺寸设计层面，开发算法将预定的柔顺并联机构刚度矩阵分解为柔性元件的配置，从而在不了解柔顺机构布局的情况下实现完全综合。
3. 优化设计 ：与柔顺并联机构的刚度综合相比，优化设计旨在优化柔顺机构的尺寸参数，而非创建结构布局。当根据应用约束确定了柔顺机构的配