副標題#e#    1引言
   
    機械工程中的虛擬樣機技術又稱為機械系統動態仿真技術，是國際上20世紀80年代隨著計算機技術的發展而迅速發展起來的一項計算機輔助工程技術，其核心是利用計算機輔助分析技術進行機械系統的運動學和動力學分析。它是一種基于產品的計算機仿真模型的數字化設計方法，這些數字模型即虛擬樣機的建造及仿真，可以大大簡化機械產品的設計開發過程，大幅度縮短開發周期。
   
    并聯機器人機構是近二十多年來發展起來的一種機器人種類。它與串聯機器人(即工業機器人)相比，具有剛度大、結構穩定、承載能力大、精度高、速度和加速度高、位置反解容易等諸多特點，與串聯機器人形成互補，應用領域前景廣闊。目前，國內外研究并聯機器人機構多集中在3自由度(三平移)和六自由度并聯機器人機構，而3自由度(至少具有一個轉動),4和5自由度的并聯機構的研究比較少。主要原因是受并聯機構的各分支鏈相同和對稱的影響。但是研究表明在先進制造裝備的研發領域看好3、4和5自由度的并聯機器人機構，如以機器人工作臺為應用背景的具有3,4,5自由度的并聯機構。
   
    本文就一種新型四自由度并聯機器人機構的理論分析后，運用虛擬樣機技術，在SolidWorks軟件平臺上構建該并聯機器人機構模型，得到其運動特性曲線，為進行工程分析、設計優化和最終的實際樣機的試制奠定了基礎，為其他結構形式的并聯機構虛擬樣機的設計提供參考。
   
    2四自由度并聯機器人機構
   
    平行滑塊式四自由度并聯機構，其中的兩條腿由固定長度的桿一端通過球鉸（s）與滑塊連接，另一端通過球鉸（s）與動平臺連接;另外兩條腿由固定長度的桿一端通過轉動副(R)與滑塊連接，另一端通過兩個互相垂直的轉動副(R)與動平臺連接。滑塊由滾珠絲杠副驅動，組成平行移動副，4個移動副分布在一個平面內。平行滑塊式四自由度并聯機構見圖1，圖2為計算模型圖。四自由度并聯機構的結構參數有動平臺的球鉸分布參數CD= m ,BC=n，平行導軌間的距離S，桿長Li(i=1,2,3,4)，導軌的長度L。四自由度并聯機構包括桿、定平臺和動平臺平臺共10個桿件，連接這10個桿件的有12個運動副。該種并聯結構的結構設計及驅動控制等均可按常規機電技術進行設計和安裝。如在動平臺上安裝動刀頭和刀具，即可以作為并聯結構的虛擬軸數控機床;如在動平臺上安裝測頭即可以作為并聯坐標測量機的執行機構。

    
    3并聯機構的參數化實體建模
   
    3.1 SolidWorks設計環境
   
    建立并聯機構的實體模型是對其進行仿真和分析的前提，當完成總體設計、概念設計和尺度綜合后，可在三維機械CAD軟件SolidWorks平臺下按照機構的實際尺寸進行樣機實體建模。整個建模過程采用自下而上和并行工程的建模策略，分兩個層面完成。第一層面按照零件的實際設計尺寸對零件個休造型，第二個層面根據Teamwork的思想，利用三維CAD軟件的自動管理文檔功能實時監控樣機的設計過程，并模擬機構實際裝配過程進行機構零部件的裝配，還可利用三維CAD軟件的渲染功能對3D模型進行色彩、材質、紋理、光照處理，以增強虛擬樣機的真實感。
   
    同時SolidWorks軟件具有以下幾個功能:
   
    1)全參數化特征實體建模，以便于進行設計中的結構設計修改;
    2)運動部件之間的干涉檢查;
    3)可靠的工程分析數據轉換，可以在設計環境中與工程分析軟件鏈接，結構尺寸參數等的設計更改可以直接與工程分析關聯，使設計和分析做到平行一致;
    4)3D模型與2D工程圖全相關，確保虛擬樣機設計中數據的一致性。
   
    SolidWorks所以5olidWorks軟件具有滿足并聯機構虛擬樣機參數化設計的要求。