提出了一种可实现一维移动和二维转动(1T2R)且含有冗余支链的三自由度并联机构, 基于该机构设计了一种新型的海浪发电装置。对装置的浮子进行了运动学分析, 定量分析了浮子形状和尺寸对波浪能量采集效率的影响。推导了机构的位置反解, 建立了机构的速度、加速度映射关系, 并进行了运动学仿真。分析机构的工作空间, 针对海浪发电装置的实际应用情况定义了运动学性能评价指标, 绘制了工作空间内的性能指标分布图。研究结果表明: 圆柱体浮子适用于波浪周期变化较小的海域, 球形浮子适用于波浪周期变化较大的海域, 机构的工作空间满足海浪发电装置浮子的运动要求, 且在工作空间内运动学性能良好。该研究为本机构的动力学分析、结构尺度优化及样机研制提供了理论基础。

提出一类含有冗余支链的3-RPS/3n-SPS并联机构, 为解决该类机构的逆动力学问题, 首先对机构进行运动学分析, 建立支链与动平台末端的速度、加速度映射关系, 并对运动学模型进行仿真验证; 之后对3-RPS/3n-SPS机构进行受力分析, 列出的平衡方程数目少于未知量个数, 基于机构分支作用力与动平台末端位姿误差间的协调关系构建动力学补充方程, 求解出该类机构中所有运动副的约束反力和机构分支作用力; 基于达朗贝尔原理对机构进行逆动力学建模, 建立了机构末端力和各杆件惯性力与机构分支作用力间的关系表达式, 求解了3-RPS/3-SPS机构分支作用力、运动副约束反力及动平台位姿误差, 通过分析机构分支作用力、运动副约束反力、动平台位姿误差随时间的变化规律, 验证本文建立的3-RPS/3n-SPS并联机构动力学模型的正确性。所得到的动力学结果为该类机构的进一步研究和工程应用奠定了理论基础, 此外该逆动力学建模方法也可用于其他含有冗余支链的并联机构中。