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在并联机器人机构体系中，有着多种机构种类划分方法[8-11]。按照自由度划分，有2个自由度、3个自由度、4个自由度、5个自由度和6个自由度并联机器人，其中2-5个自由度机器人被称为少自由度机器人；按照机器人机构结构划分，可分为平面结构机器人、球面结构机器人和空间结构机器人。自由度最少的2自由度并联机器人，是并联机器人的重要组成部分，有球面结构和平面结构两大类，主要适用于平面或球面定位，有着很大的应用领域。62922
球面二自由度机器人机构是所有转动轴线相交于一点的空间结构，其运动为绕定点的转动。由于制造相对简单经济，结构紧凑，特别适用于空间姿态变化的地方，因而球面机构在工业上得到了比较广泛的应用，如广泛使用的万向节就是最典型的球面四杆机构。张立杰，黄真等提出的球面2-DOF 5R对称并联机器人机构[12]，该球面机构由5个转动副首尾相连，5个转动副的轴线汇交于一点，这种机构的输出参考点具有沿球面移动的2个自由度。
平面二自由度并联机器人是指能够实现平面2个移动自由度的机器人，其在并联领域内自由度最少，主要应用于定位平面内的点，能实现平面上任意轨迹。能够实现平面2个移动自由度运动的并联机构有多种形式,通常采用平行四边形结构作为被动支链,利用平行四边形结构的纯平动特点来实现二自由度平移运动,这也是设计二自由度平移并联机器人的一种较简单方式。例如:黄田[13]以被动平行四边形支链结合摆动臂,设计了一种实现快速抓取操作的二自由度平移并联机器人,被称为Diamond机器人, 论文网 张宪民[14]通过平行四边形支链约束六杆机构的转动自由度,设计了一种具有高速运动特性的二自山度平移并联机器人,如图1.6。 由于平面结构的并联机器人主要采用移动副,转动副等运动副来实现,这也使得该机构只能靠构件的弯曲变形来克服垂直于运动平面方向上的外载荷,因此导致机器人在该方向上的刚度较差。为了改善二自由度平移并联机器人的垂直于运动平面方向刚度,一些真正意义上的空间结构并联机器人被提出了。其中,杜正春[15]设计了一种能够实现解耦运动的空间二自由度平移并联机器人,另外,Baradat[16]基于两个被动约束支链的耦合关系,提出了一种所示的新型空间二自由度平移并联机器人,也提高了垂直于运动平而方向的刚度。