1、單環(huán)機構是研究并聯(lián)、混聯(lián)和冗余驅動機構等多環(huán)復雜機構的重要基礎。變自由度機構中的運動分岔機構在多功能、多模式操作設備等方面具有廣泛的應用前景。近年來研究者針對單環(huán)分岔機構提出了一些構型，但仍然缺乏系統(tǒng)的方法。本文針對單環(huán)過約束機構構型設計方面展開工作，提出了一種單環(huán)過約束機構的設計方法，并應用于單環(huán)運動分岔機構。
　　基于螺旋理論和單環(huán)機構過約束對自由度的影響，提出了單環(huán)過約束機構的分支設計方法。定義了分支參數(shù)Lnc。從鄰接轉動副

2、關節(jié)軸線空間關系著手，建立了不同空間鄰接關系的備選支鏈庫，并分析了這些分支可以提供的約束螺旋。對分支約束螺旋系進行組合，研究分支組合能夠得到的公共約束類型。通過約束螺旋的交集關系，獲得不同約束類型、不同桿數(shù)、不同配置的單環(huán)過約束機構組成方案。
　　基于單環(huán)機構自由度特性和單環(huán)過約束機構的分支設計方法，分析了提供一個公共力約束的單環(huán)6R過約束機構雙分支組成方案，提出了能夠使雙分支提供重合力約束且約束穩(wěn)定存在的幾何條件?；谄渲幸环N保

3、證公共力約束穩(wěn)定存在的幾何條件，設計了新型6R過約束機構。分析了6R過約束機構的運動螺旋系，并提出了機構的閉環(huán)方程。
　　明確了運動分岔機構的原理及設計原則，提出了運動分岔機構的臨界瞬時位形，配對關節(jié)以及配對觸發(fā)運動的概念。并結合第2章提出的單環(huán)過約束機構的分支設計法，選取L4PIP型4R分支，按照機構雙分支提供一個公共力偶約束的幾何條件，構建了具有RR配對關節(jié)的8R單環(huán)運動分岔機構。從機構幾何封閉的角度，得到8R運動分岔機構具有

4、兩種初始位形下的四個運動分支;從運動分岔機構臨界瞬時位形的角度，按照該機構的配對關節(jié)觸發(fā)運動條件是否滿足，將機構的運動總結為三種模式，且三種運動模式彼此互斥。
　　基于本文提出的新型8R運動分岔機構設計了一款雙足/輪式雙模式移動機器人。機器人的步行功能由8R運動分岔機構在非觸發(fā)運動分支實現(xiàn)。分別選定不同主動關節(jié)組合施加不同驅動，對8R機構進行了運動學仿真，驗證了對應運動分支機構的自由度等運動學特性，并給出了驅動方案。規(guī)劃了機器人在