课题“绳牵引并联机构若干关键理论问题及其在风洞支撑系统中的应用研究”是在总结绳牵引并联机构研究概况的基础上,在不考虑现有技术限制的条件下,对从该类型机构自身概念所引出的一些全新理论问题进行研究,并剖析风洞绳牵引并联支撑系统的关键技术及研究其设计方法,其目的在于在绳牵引并联机构的结构、工作空间、优化拉力分布、静刚度和运动学等方面做一些开拓性和奠基性的基础理论研究工作,介绍风洞绳牵引并联支撑系统的设计与控制等新技术。 首先,建立并分析作为具有完整约束的绳牵引串/并联机构系统的约束方程,并用其偏微分形式分析了机构在驱动器空间、约束空间、末端执行器空间的运动关系。基于此,将末端执行器的自由度数定义为从绳牵引并联机构基于动态静力分析的力学平衡方程推导出的结构矩阵J~T的所有列矢量正张成的空间R~n的维数n,阐明机构在所有位姿处可能存在的末端执行器自由度的组合。另一方面,本文从绳牵引并联机构与多指手抓取之间潜在的连接关系出发,研究绳牵引并联机构与等价的无摩擦点接触抓取模型在结构上的相关性与力传递的相似性,并利用这种相似性探讨力封闭抓取规划与绳牵引并联机构的末端执行器的自由度数的关系。 接着,用动平台在某一位姿处是否可控来界定可控工作空间的含义,根据动平台力螺旋的性质将可控工作空间分成力封闭工作空间、考虑重力的静力学平衡工作空间和动力学平衡工作空间3类,并系统研究每一类型的分析方法,从而得到确定力封闭工作空间及其边界的一些重要结论及定理。另外,研究CRPMs基于力传递性能系数的可控工作空间的分析方法。从绳牵引并联机构奇异类型为过运动性这一事实出发研究发现,奇异性是由于动平台的力螺旋失效(即动平台的力螺旋集合的维数降秩)造成的,