基于3-RPS并联机构的越野救护车车载平衡装置运动学分析

摘要

目的:针对某轻型越野救护车车载医疗物资和仪器设备在运输过程中受到外界环境激励的问题,以3-RPS少自由度并联机构作为平衡装置,对装置进行运动学分析.方法:通过欧拉角数值法求平衡装置的位置反解,运用矢量构造法构建动平台位姿参数与驱动杆输入之间映射关系的雅可比矩阵,以雅可比矩阵为基础分析装置的灵巧度和奇异性.结果:随着平台高度增加,3-RPS并联机构灵巧度逐步提高;且雅可比矩阵条件数在±5°旋转范围内较为稳定,在条件边界附近变化剧烈,灵巧度波动较大.雅可比矩阵的行列取不到0或者无穷大的值,可以认为在较小的运动范围内,机构几乎不会处于奇异位置,装置运行安全可靠.结论:3-RPS并联机构在Z轴方向上的移动和绕X、Y轴的转动有良好的输出能力,在一定空间内具有较高的灵巧度,且奇异性非常低.该研究可为后续隔振平衡的控制研究提供理论基础.