自从1983年少自由度并联机构型综合的先驱者澳大利亚机构学著名教授Hunt[2]列举了平面并联机构、空间三自由度3-RPS并联机构,以及非对称的四、五自由度并联机构之后。对于少自由度的研究步入了热潮期。如Clave[3]在1988年提出了分支中含有球面四杆机构的DELTA并联机器人(图1.2),被视为三自由度移动并联机构的一个里程碑;Tsai[4]在1996年提出了3-UPU三维移动机构(图1.3);1997年,黄真[5]等提出了3-RRRH三维移动并联机构;2000年,Gregorio[6]提出了3-RUU三维移动并联机构。Kong和Gosselin[7]在2002年提出立方体的3-CRR并联机构(图1.4)。

在如今三自由度并联机器人技术日益成熟的情况下，二自由度并联机器人的研究开发提上了议程。而我们这篇文章所讲述的主要内容就是关于一种新型高速二自由度并联机器人的。

 图1.1典型的六自由度Stewart平台        图1.2 DETLA三自由度移动并联机构

  图1.3  3-UPU移动并联机构            图1.4  3-CRR三自由度并联机构

1.2  二自由度并联机器人的研究现状

1.3 课题的研究目的和意义

在并联机器人研究方面，六自由度并联机器人的研究已经越发成熟和深入，同时在少自由度并联机器人研究方面也取得了十分瞩目的成果。作为少自由度并联机器人中自由度最少的二自由度，它的研究与研发体系是最不完备与成熟的。与其他自由度并联机器人相比，其结构更加简单, 经济便宜, 运动封闭，运动容易实现解耦；而且其运动平台可以只在一个平面上做纯移动，这样易于实现机器人运动控制。所以在此阶段对于二自由度并联机器人更深，更广，更全面的研究越来越受到国内外专家们的关注。

本文研究的是一种新型的高速二自由度并联机器人，采用两条平行四边形支链连接静平台和动平台，杆件之间全部采用转动副连接，此设计具有高速，高灵活性和较强的刚度等优点。

本文的研究对于促进少自由度并联机器人理论与技术成熟,推进其实际应用的进程具有实际意义。

2 二自由度并联机器人的运动学分析

2.1  引言

运动学是研究运动的科学，它不考虑运动过程中的力和力矩，运动学分析的过程，实质上是建立机构运动关系的数字模型并求解的过程。运动学分析可以为机构提供准确的数字模型，以便研究机构的输入域输出之间的关系，即求出机构在运动学过程中各杆件的位移，速度和加速度。

2.2  研究机构的介绍

如图2.1所示为二自由度高速平移运动并联机器人机构。该机构由静平台，两条支链和动平台组成，各支链包含两个平行四边形结构，分别由机架-主动臂-连架从动臂-支架；支架-从动臂-动平台组成。各构件之间采用转动副连接，两平行四边形之间通过刚性肘关节连接，进而在主动臂驱动下可实现动平台的2自由度平动。其中AELI为基座(静平台)，杆IJ和杆LM为主动臂，杆AB和杆EF为连架从动臂，BJC和FMG为支架，杆CD,JK,MN,GH为从动臂，DKNH为动平台。

 高速二自由度并联机构

2.3  自由度的计算

由图2.1可知,该二自由度并联机器人机构在xoy平面内平动。所以其自由度可用平面运动的机构自由度公式：

其中： 为自由度个数， 为活动构件个数， 为运动低副个数， 为运动高副个数

从图中可知： ， ，