论文名称：基于几何代数的两转一移并联机构分析与综合

论文作者：浙江理工大学 / 徐灵敏

五轴混联机床是实现高性能复杂曲面零件高效精密加工的关键装备之一，基本由发达国家垄断。两转一移（2R1T）并联机构是五轴混联机床的核心机构，是决定装备功能和性能的基因。现有2R1T并联机构存在三个难题：关节数多造成机构整体刚度弱、输出转轴不定导致无法闭环反馈控制精度差、杆件多导致动力学模型复杂计算慢。针对以上问题，论文利用几何代数可直接计算高维几何元素的优点，开展了2R1T并联机构构型创新设计、解析静刚度和逆动力学建模等研究，并搭建了适用于复杂构件加工的五轴混联原理样机。主要研究内容如下：（1）利用几何代数运动求交的原理，发明了一系列关节数少（最少仅12个）且输出转轴确定的2R1T并联机构，提高了机构刚度和控制精度；（2）提出了基于几何代数的过约束并联机构解析静刚度建模方法，建模过程只涉及加法和乘法，计算精度高；（3）提出了基于几何代数的并联机构解析逆动力学建模方法，推导关节速度和加速度时无需求导或求偏微分，意义清晰且计算效率高；（4）优选出2R1T并联机构并搭建了五轴混联原理样机，通过多个实验证明其具有适用于复杂构件加工的潜力。研究成果对促进并/混联加工装备的自主创新与工程应用、推动高端制造业的发展具有重要意义。