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为了使X-Y-Z直角坐标机器人实现高速高精度运动，在X方向除了采用直线电机驱动外，还采用了对称设计的冗余驱动方案。但冗余驱动会造成运动控制上的困难，进而影响系统的运动平稳性。为了消除冗余驱动带来的问题，从机构学原理出发，利用连杆机构，将一个冗余双驱动的刚性结构变成了一个有确定运动的非冗余二自由度五杆机构。将五杆机构的非驱动关节设计为柔性关节，并通过正交优化算法给出柔性关节的最优设计尺寸。有限元分仿真结果表明采用柔性关节不仅顺利的消除了冗余驱动，还提升了整个机器人的运动性能。