文档介绍：摘要随着空间并联机器人机构学理论、技术与应用的发展,空间少自由度并联机器人机构和传统的六自由度并联机器人机构相比,具有结构简单,设计、制造和控制成本都相对较低的特点,从而成为机器人领域新的研究热点。到目前为止,自由度并联机器人机构的研究己基本成熟,而对于自由度结构对称的并联机器人机构的研究仍处于起步阶段,还没有完善的适用于该类机构的运动学分析理论被提出,限制了该类机构在实际中的应用。本文以黄真教授提出的能够实现空间三维转动和沿嵋贫个自由度的籖⒘;魅嘶刮Q芯慷韵螅曰沟脑硕Ы蟹治觥论文首先分析了该机构的自由度和输入的合理性,针对机构的几何特点,建立了机构的约束方程,运用连续法对该机构的位置进行了求解,并进行了数值验证。运用虚拟机构法建立了机构的雅克比矩阵,并以此建立了机构的速度方程,绘制了在动平台匀速运动的情况下,机构的输入速度的变化规律曲基于软件,借助机构的位置反解方程,利用计算机搜索法研究了机构在特定尺寸下的可达工作空间。又根据机构的雅克比矩阵,对机构的奇异位形进行了分析。最后以为平台,对机构进行了运动学仿真。关键词并联机构;位置正解;工作空间;奇异位形;雅克比矩阵线。
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第滦髀并联机器人的起源并联机构英文名为虺芇梢远ㄒ逦6教和定平台通过至少两个独立的运动链相连接,机构具有两个或两个以上自由度,且以并联方式驱动的一种闭环机构,它的出现可以回溯至世纪年代。年,谄渥ɡ刑岢隽艘恢只谇蛎娌⒘;沟娱乐装置,如图荆辏琍谄渥ɡ刑岢隽艘恢挚占工业并联机构,用于汽车的喷漆,如图所示;之后,在年发明了一种基于并联机构的六自由度轮胎检测装置,如图所示;三年后,首次对⒚鞯恼庵只菇辛嘶寡б庖迳系难芯浚并将其推广应用为飞行模拟器的运动产生装置,如图荆庵只也是目前应用最广的并联机构,被称为猄机构或埂从结构上看,沟亩教ㄍü鱿嗤亩懒⒎种в攵ㄆ教ㄏ嗔接,每个分支中含有一个联接动平台的球铰、一个移动副和一个连接定平台的球铰,为避免绕两个球铰中心连线的自传运动,通常也用一个万向铰来代替其中一个球铰。图⒘S槔肿爸图牟⒘;—疭
并联机器人的应用年,状翁岢霭蚜杂啥炔⒘;棺魑;魅瞬僮髌鳎此拉开并联机器人研究的序幕,但在随后的近年里,并联机器人研究似乎停滞不前。直到年代末年代初,并联机器人才引起了广泛注意,成为国际研究的热点。机器人技术是一门跨学科的综合性技术,它涉及到力学、机构学、机械设计、气动液压技术、自动控制技术、传感技术和计算机技术等学科领域,是一门新型的综合性技术。串联机器人技术现在发展己经比较成熟,其特点是操作灵活、工作空间大、响应速度快,但同时也存在着承载能力差、刚度低、累计误差大等缺点;年,岢鲆恢中滦偷自由度的空间并联机构,并引起了众多研究者的兴趣。其刚度大、运动惯性小、精度高、承载能力大、结构紧凑,尽管它的工作空间和灵活性受到一定限制,但与串联机器人能够在结构上和性能上形成互补关系,可完成串联机器人难以完成的任务,从而扩大了机器人的应用范围。它有很多串联机器人无法替代的优点。在许多科学研究和工业领域获得了广泛应用。并联机构具备这些优越性,它适用于以下诸方面:⒘;雇燕山大学工学硕上学位论文图⒘;—
D庠硕飞行员三维空间训练模拟器,驾驶模拟器;工程模拟器,如船用摇摆台等;检测产品在模拟的反复冲击、振动下的运行可靠性;娱乐运动模拟台。如图,图尽越佣宇宙飞船的空间对接;汽车装配线上的车轮安装;医院中的假肢接骨。性卦硕大扭矩螺栓紧固;短距离重物搬运。捎糜诓饬炕美醋魑F渌沟奈蟛畈钩テ鳌丶庸ぶ行牟⒘;魅嗽诠ひ瞪系囊桓鲋匾5挠τ镁褪强捎于各类铣床、磨床、钻床、电焊机或切割机,即作为六自由度数控加工中心。与传统的数控机床相比,并联式加工中心结构简单、传动链短、刚度大、质量轻、切削效率高、成本低,特别是很容易实现六轴联动,因而能加工复杂的三维曲面。⒍够蛭⑿突拐馐遣⒘;魅说牧硪桓鲋匾5挠τ茫谌维空间内作微小移动的微动机构有效的发挥了并联机构的特点,工作空间不大但精度和分辨率都很高。并联机器人从世纪年代以来,成为机器人领域中的几个研究热点之一,美国、英国、日本、法国、德国、俄罗斯、韩国等国家的研究机构和企业先后开展了对并联机器人的研究。我国的燕山大学、哈尔滨工业大学、清华大学、天津大学、中科院沈阳自动化所等单位先后开展了研究,—
并联机器人的研究现状国内并联机器人的研究现状并研制出多台样机,目前关于并联机器人的研究开发和应用正日益广泛。并联机器人的研究主要集中于机构学、运动学、动力学和控制策略研究等几个领域。其中并联机器人的机构学与运动分析主要研究并联机器人的运动学问题、奇异位形、工作空间和灵巧度分析等方面。这项研究是实现并联机器人控制和应用研究的基础,因而在并联机器人