本文基于空间模型理论,在对国内外并联机构的设计方法进行分析的基础上,对改进型 Delta 机构和并联二自由度平面机构的设计方法进行了研究,并借助计算机工具绘制出机构的性能图谱,为机构的设计和性能分析提供了有利帮助。 首先,建立了两种机构的空间模型,根据尺寸参数的不同取值绘制平面区间图,并运用变点机构线将平面区间进行划分,对每个子区间讨论尺寸特点和关系,绘制机构的尺寸型。 其次,分别运用几何法和向量传递法解决了 Delta 和并联二自由度平面机构的正解问题,运用杆长约束法解决了两种机构的反解问题。得到适合分析计算的显表达式解。 分析两种机构的工作空间,绘制出工作空间的形状,讨论工作空间的评价指标,并绘制评价指标即工作空间的容量与无量纲化尺寸参数之间的关系图谱。通过对图谱的分析,讨论尺寸参数与工作空间的关系。 用导数法求取两种机构的雅可比矩阵,结合运动学传递各项同性的定义,找到各项同性度与机构的尺寸参数之间的关系,绘制了机构的各项同性度图谱。根据图谱分析机构尺寸的取值,为设计机构的提供参考。 在运动学问题基础上,本文还分析机构末端执行件的速度极值,并在机构的空间模型表示出来,直观地表示出了机构的尺寸参数对末端件速度极值的影响,讨论它们之间的变化关系。 本文通过对空间和平面两种不同机构的研究,提供了以空间模型理论为基础的机构设计的一般性方法,并且较系统的论述了机构尺寸参数和机构性能之间的关系,为机构的设计提供了佐证和参考。