基于遗传算法的2自由度并联机构的优化设计

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1、第26卷第8期机械设计Vol_r}26No．8r}2009年8月JOURNALOFMACHINEDESIGNAug．2009”引基于遗传算法的2自由度并联机构的优化设计余晓流，高文斌(安徽工业大学机械工程学院，安徽马鞍山243002)摘要：对一种两自由度并联机构进行精度分析，给出了机构参数的误差影响因子矩阵。以动平台姿态误差最小为目标建立了的优化目标函数，并采用遗传算法求得全局最优解。关键词：并联机构；优化设计；误差因子；遗传算法中图分类号：TH112文献标识码：A文章编号：1001—2354(2009)08—0056—03随着研究工作的不断深入，6自由度纯并联机构的不足和目标

2、函数的全局最优解。弱点逐渐暴露出来，如位置空间和姿态空间的强耦合、动平台实现姿态的能力差、无显式运动学正解、设计和控制比较复杂等。而少自由度并联机构由于具有使用灵活、位置分析简单和动平台控制算法简单等特点受到研究者的重视，得到了发展和应用。J。文中的研究对象是一种用于新型六坐标测量臂的2自由度并联机构(图1)，图2为基于串联机构的6自由度测量臂原理图，该机构姿态转角的精度决定了测量臂绕坐标系0．一图12自由度并联机构图26自由度测量臂lYl】的，Y向的测量精度。精度是并联机构重要的性能指标。对并联机构进行参数优化可以减少参数制造误差对精度的影响。但是由于并联机12自由度并联机构

3、构的优化模型通常较为复杂，往往非凸、不可微分，且可能存在1．1机构简介着多个局部最优解，因此要找到全局最优解比较困难J。遗2自由度并联机构原理图如图1所示。机构由4个万向铰A，传算法(简称GA)是一种具有隐含并行搜索和全局随机搜索等B，D和0：，一个球副C和两个移动副厶和，一共7个运动副特点的算法，能以较大的概率从整个解空间中找到最优解，避组成。基础坐标系E与基平台固联。运动坐标系F与动平台固免陷入局部最优解J。文中以该2自由度并联机构动平台的联引。姿态误差最小为目标建立优化目标函数，并采用遗传算法求得驴驴、驴杨荫庐．非圆齿轮在冶金机械上的应用——兼论哈尔顿辊式飞gearmec

4、hanismisthatwhilethedrivinggearisrotatingwithauni—剪的速度同步机构[J]．武钢技术，1981(4)：73—75．formspeed，thedrivengearwillthereupondoingavariablespeed徐乃曾，肖放，唐之伟．剑杆织机椭圆齿轮——连杆引纬机构rotationwithspeciallydesignatedregularity．Thischaracteristic的最优设计[J]．天津纺织工学院学报，1991，10(3)：9—20．wouldjustsatisfycertainrequirement

5、sofparticularmovementthat易启伟．椭圆齿轮机构及其在包装机械中的应用分析[J]．包装wouldbedificulttoachievebyordinarymechanisms，anditposses—与食品机械，1999，19(4)：23—25．sesimportantsignificanceinthedesignofspecialmachineries．Di—孙文磊，朱颖，庞远棣．非圆齿轮传动的计算机动态模拟及rectedagainstthetransmissioncharacteristicoftheelipticgearCAD[J]．机械传动，199

6、7，21(1)：4—7．mechanism，thispaporcarriedouttheoreticalanalysisandresearch廖璇，姚文席，曲国毅，等．MATLAB在非圆行星齿轮节曲线设ofthedesigningmethod．Thentaketheapplicationofelipti6一gear计中的应用[J]．机械工程师，2006(12)：107—108．陈建能，赵雄，张国凤，等．基于改进NSGA2H算法的新型引纬mechanisminsheavewheelmechanismasanexample，thedesign机构的参数优化[J]．纺织学报，2008

7、，29(1)：110—113．calculationofthismechanismwaspresented．Theresultsshowedthatinthegroovedwheelmechanism，theellipticgearcanbeadopt—Designandapplicationofellipticgearinthegenevamech-edtodrivethedriverplate，thentheapproximateuniformmotionofanismthedriver