关键词：蛇形机械臂;运动学递推;3-RRS并联机构;轴向伸缩;工作空间分析
摘 要：针对强电磁、强辐射及狭小深腔作业环境，设计一种具有轴向伸缩自由度的欠驱动蛇形机械臂。在3-RRS并联机构基础上，提出了采用曲柄滑块机构进行动力传输的双节串联3-RRS机构设计方案。多组双节串联3-RRS机构通过绳索经由套管和滑轮引导串联，组成联动单元。该联动单元由3个电机驱动，可实现两个方向的弯曲和轴向伸缩3个运动自由度。将多级联动单元串联，便得到了具有更高灵活性和适应性的3-RRS蛇形机械臂。在此基础上推导了双节串联3-RRS机构的正向运动学关系及其雅可比矩阵，建立了3-RRS蛇形机械臂的运动学递推模型。通过运动学仿真，研究了双节串联3-RRS机构的运动模式；利用蒙特卡洛法计算得到了3-RRS蛇形机械臂的工作空间，系统地分析了串联级数对蛇形机械臂工作空间及运动能力的影响。
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