《表2 弹性元件在不同载荷作用下的全局应变能因子指标》

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《2UPR-RPU过约束并联机构刚度性能评价》

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为了研究外部载荷对全局应变能因子指标的影响，表2给出了在不同外部载荷作用下应变能因子指标在规则工作空间中的平均值。如果P=P1，则应变能主要存储在UPR分支的U铰链和杆件中，其占总应变能的80%。RPU分支杆件的全局应变能因子指标仅为0.08，表明当沿着Z轴的力作用在移动平台上时，第3个杆存储较小的应变能。也就是说第3个杆件对机构的刚度性能影响较小。当P=P2=（0.8 N，0.3 N，0.52 N，0，0，0）时，应变能主要储存在第3杆中，占总应变能的82.5%。在这种情况下，增加第3杆的截面面积可以更有效地提高机构的刚度性能。与其他弹性元件相比，UPR分支中R铰和U铰中存储的应变能可以忽略。第3分支铰链储存的应变能仅占1.51%。并且由于外部载荷的不对称，两个UPR分支中存储的应变能也不再相同。图9给出了指定工作空间中3根杆件的全局应变能指标的分布图。当P=P3=（0.52 N，0.3 N，0.8 N，0.5 N·m，0.7 N·m，0.51 N·m）时，第3杆储存的应变能占55.0%，第1杆和第2杆储存的应变能占41.0%。因为第3杆件此时具有较大的应变能量，给其设计较大的横截面面积是合理的。由于篇幅的限制，图10仅给出了3根杆的应变能因子指标分布。以上分析结果可知，关节对机构刚度性能的影响也与外部载荷的方向有关。