本文针对无公共约束并联机构动力学及其辨识模型的建模方法进行了深入系统地研究,对于并联机构伺服电机选配、改善并联机构的控制精度、提高动力学分析的计算效率及准确性具有重要的意义。论文的主要研究内容如下: (1)研究了基于支链单元的并联机构动力学建模方法。综合考虑惯性力、重力和摩擦力等多种因素的影响,采用牛顿-欧拉法和拉格朗日乘子推导了并联机构支链主动关节驱动力与终端广义力之间的映射关系,首次提出了支链单元动力学模型的一般形式,适用于各种支链单元类型。基于支链单元建立了无公共约束并联机构的动力学模型,进一步得到了形式简洁的动力学逆解和正解模型。 (2)建立了并联机构动力学参数辨识模型和载荷辨识模型。首先分析了并联机构的基本动力学参数,通过推导并联机构支链单元的动力学参数辨识模型,建立了并联机构动力学参数离线和在线辨识模型,提出了并联机构动力学参数辨识过程中的轨迹选择原则和评价指标;同时研究了并联机构静态载荷和动态载荷的辨识方法并推导了相应的理论辨识模型。 (3)通过对并联机构动力学分析平台功能需求的分析,提出了并联机构动力学分析平台的功能结构。基于可扩展元标记语言(XML),设计了并联机构动力学分析数据的描述规则;同时给出了并联机构动力学分析平台的对象模型。该平台能够适应各类无公共约束并联机构的动力学分析与设计。 (4)针对四种有代表性的新型并联机构(3-PUS)-(1-PU)、3-PaPS、(1-PRR)-(1-P(RPR-RR))和(1-PRR)-(1-PPa)进行了详细地运动学和动力学分析,得到了这四种并联机构:各类支链单元(包括简单支链、复合支链和混联支链)的动力学模型和整机的动力学模型,以及它们的基本动力学参数。通过数值实例和虚拟样机仿真,验证了模型的正确性。