1、匯報人匯報人 解耦最初是控制系統中所使用的一個概念，即采用某種結構或尋找合適的控制規律來消除系統中各控制回路之間的相互耦合關系，進而使得輸入與輸出之間保持一一對應關系，即每一個輸入僅控制一個輸出，而每一個輸出也僅受到唯一一個輸入信號的影響。 雖然研究者已經發現并應用具有解耦性質的并聯機構，但是針對并聯機構解耦性的研究非常少，并聯機構的解耦研究還未形成系統的理論，甚至，對“解耦”這個概念本身沒有形成共識。解耦的定義解耦的定義2001年，金瓊在其博士論文中提出并聯機構解耦的定義，并提出了拓撲解耦并聯機構構型綜合的基本準則。若并聯機構輸出構件的運動輸出矩陣為：其中，第一行元素為動坐標系(附著于輸出構

2、件)原點在固定坐標系(附著于固定平臺)下的坐標；第二行元素為動坐標系相對于固定坐標系的三個歐拉角；角度值為第i個主動輸入的廣義變量；M 為機構的自由度。(1)如果機構的每個輸出變量x、y、z、均為所有主動輸入1M的函數，則稱機構的輸入輸出為強耦合關系，如下式第一項；(2)如果x、y、z、中某些輸出變量只是部分輸入變量1r ( r M)的函數，則稱輸出輸入為部分解耦，如下式的第二項，輸入與輸出變量間關系呈三角化形式；(3)如果輸出輸入變量間存在一一對應關系時，則稱為完全解耦，如下式的第三項。金瓊和楊廷力對解耦的定義、分類金瓊和楊廷力對解耦的定義、分類Mizyxiiiiii1,)()()()()(

3、)(),(),(),(),(),(),(212121212121MMMMMMzzyyxx),(),(),(),(),()(654321543214321321211zzyyxx)()()()()()(654321zzyyxx 2002年，文獻1把機構的解耦運動定義為：機構實現的一定范圍內的運動，其對應旋量為簡單旋量(線距或旋量)，且在此運動過程中保持等價。2003年，文獻2同樣從這一觀點出發給運動解耦下了一個定義，如果兩個運動的運動螺旋均為簡單螺旋，且始終保持平行（對移動來說）或重合（對轉動來說），這兩運動就是解耦的。且依據解耦運動的范圍，文獻1還把機構的解耦運動分為三種：點鄰域解耦、大范圍解

4、耦和全局解耦。基于螺旋理論對解耦的定義基于螺旋理論對解耦的定義 高峰和李為民在其申報的多個解耦并聯機構的專利中將解耦描述為：若并聯機構的某方向的運動（移動或轉動）僅依賴于一個方向驅動單元的動作，而其他方向的驅動不影響該方向的運動，則稱之為并聯機構的解耦。并將并聯機構的解耦分為無條件解耦、有條件解耦和瞬時解耦三種情況。高峰和李為民對解耦的定義和分類高峰和李為民對解耦的定義和分類 2004年，Gosselin和Kong基于機構的輸入輸出方程給解耦下了定義，解耦并聯機構自由度解耦，并且單個輸出自由度僅有單個輸入量控制。這與高峰和李為民等定義的完全解耦相同。Gosselin和和Kong對解耦的定義對解

5、耦的定義2004年，Gogu基于機構運動Jacobian矩陣對并聯機構進行了分類。如果并聯機構動平臺的速度為，驅動器的速度為，兩者之間的關系為：基于機構的運動Jacobian矩陣，Gogu把并聯機構分為以下四類： (1)如果在整個工作空間內運動Jacobian矩陣J為對角矩陣，且對角元素相同，則稱該機構為完全各向同性并聯機構(fully-isotropic PM)； (2)如果在整個工作空間內運動Jacobian矩陣J為對角矩陣，但對角元素并不相等，則稱該機構為去耦并聯機構(uncoupled PM)； (3)如果在整個工作空間內運動Jacobian矩陣J為三角矩陣，則稱該機構為解耦并聯機構(

6、decoupled PM)； (4)若非上述三類，則為耦合并聯機構(coupled PM)。2006年，張勇在其博士論文中提出了可約的概念，其實質與解耦相同，只是包括了金瓊等提出的完全解耦和部分解耦；宮金良在2006年和2007年分別提出了動坐標系解耦和組解耦的定義，其定義的解耦均不是傳統意義上的解耦。Gogu對解耦的定義和分類對解耦的定義和分類TzyxzyxTvvvvVqJV解耦并聯機構型綜合方法解耦并聯機構型綜合方法基于支鏈驅動理論的解耦轉動并聯機構的型綜合張帆和張丹針對解耦并聯機構與串聯機器人的運動學相似性，提出了一種解耦球面轉動并聯機構的支鏈驅動理論，將解耦并聯機構首先分為基本運動支鏈

7、和驅動支鏈，并聯機構的動平臺通過基本運動支鏈與基座相連，基本運動支鏈的自由度與所綜合的解耦并聯機構自由度相同。并將基本運動支鏈中具有與機構相同自由度的運動副稱為基本關節。第 （F為機構的自由度）條驅動支鏈為第基本關節提供驅動力，并且第 條驅動支鏈與基本運動支鏈的第個基本關節形成封閉回路。在文獻中提出了解耦并聯機構的支鏈驅動模型應滿足以下條件： (1)基本運動支鏈的自由度與解耦并聯機構自由度相同，且基本運動支鏈內基本關節相互正交； (2)第條驅動支鏈僅對第基本關節做功，第條驅動支鏈的自由度不少于基本運動支鏈第個基本關節的自由度之和。12,niF1 n解耦并聯機構型綜合方法解耦并聯機構型綜合方法

8、基于構型演變和李群理論的型綜合方法范彩霞基于構型演變和李群理論提出了一種解耦并聯機構的綜合方法。構型演變對于機構的綜合是一種直接又實用的方法，其關鍵是基于合適的原型并聯機構，然后可以通過多種方法，如改變分支的數目、變化運動副或驅動類型、轉變布局方式等，來獲得期望的新穎并聯機構。其主要是將平面機構轉化為空間并聯機構，首先選取平面四桿機構，然后取某一桿件作為輸出，并將該桿件末端的轉動副用虎克鉸替換，此時的輸出桿件延伸為一個平臺，最后增加一個或兩個分支連接固定平臺和輸出平臺，并運用李群理論綜合所增加支鏈的等價支鏈，將獲得的等價支鏈裝配到所進化的空間并聯機構，為獲得期望的并聯機構，所增加的分支必須滿足

9、特殊的幾何條件。解耦并聯機構型綜合方法解耦并聯機構型綜合方法 基于線性變換理論的型綜合方法基于線性變換理論的解耦并聯機構的型綜合方法是Gogu提出的一種機構型綜合方法，并用此方法綜合了多類解耦并聯機構。其主要是通過描述并聯機構動平臺與輸入關節速度之間的線性映射關系，來分析各個支鏈的末端件（動平臺）相對于首個構件（定平臺）的運動，以確定每個支鏈的分支結構，保證該機構的輸入與輸出呈現一一對應的關系。解耦并聯機構的研究現狀解耦并聯機構的研究現狀強耦合并聯機構的缺點： 運動學、動力學模型復雜，設計裝配困難，控制系統設計繁雜。隨著運動分支樹木的增多機構的耦合性更強，其裝配越困難、運動精度也會下降。解耦并

10、聯機構的優點： 既繼承了并聯機構的優點，同時又具有結構簡單、控制容易、安裝方便等特點，有助于拓展并聯機構的應用領域。二轉動解耦并聯機構二轉動解耦并聯機構 Carricato和Parenti- Castelli在其論文中提出了多種解耦并聯手腕機構二轉動解耦并聯機構二轉動解耦并聯機構 2005年，Gogu基于線性變換理論綜合出了一類完全各向同性兩自由度轉動并聯機構，解耦是實現各向同性的前提，故Gogu在其論文中所綜合的機構均為完全解耦并聯機構二轉動解耦并聯機構二轉動解耦并聯機構 2006年，李為民、張建軍等先后在其專利中提出了兩種二自由度解耦球面并聯機構二轉動解耦并聯機構二轉動解耦并聯機構 200

11、9年，范彩霞、劉宏昭等提出了一種新型完全解耦的二維轉動并聯機構二移動解耦并聯機構二移動解耦并聯機構 曾達幸老師學生常威應用螺旋理論在其論文中綜合出多種移動解耦并聯機構 二移動解耦并聯機構三移動解耦并聯機構三移動解耦并聯機構 黃真和李秦川在其專利中首先提出了一種完全解耦的3-CPR三自由度移動解耦并聯機構三移動解耦并聯機構三移動解耦并聯機構 2002年，Carricato和Parenti-Castelli在并聯機構約束和奇異位形的基礎上，對移動解耦并聯機構進行了綜合，并得出多種三自由度移動解耦并聯機構。下圖為3-RPRP機構三移動三移動解耦并聯機構解耦并聯機構 Kong和Gosselin得出的解

12、耦的三自由度移動并聯機構，3-CRR三移動三移動解耦并聯機構解耦并聯機構 Kim和Tsai得出的解耦的三自由度移動并聯機構，3-PRRR三移動三移動解耦并聯機構解耦并聯機構 李為民和高峰等提出的R-CUBE三自由度移動解耦并聯機構三移動三移動解耦并聯機構解耦并聯機構 曾達幸老師學生常威應用螺旋理論在其論文中綜合出多種移動解耦并聯機構 三移動解耦并聯機構常威基于常威基于3-CUR 研制樣機研制樣機 對3-CUR進行位形優化 虛擬樣機與樣機兩轉動一移動兩轉動一移動解耦并聯機構解耦并聯機構燕山大學竇玉超應用螺旋理論綜合出兩轉動一移動解耦并聯機構PU-RCRR-CRRR，并對其進行運動分析和雅可比矩陣求解，奇異性分析參考文獻參考文獻張超-轉動解耦并聯機構型綜合及新機型分析常威-移動解耦并聯機構型綜合及樣機研制竇玉超-一種兩轉一移完全解耦并聯機器人機構及其特