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    内容提示： *第 39 卷2008 年 1 月 第 1 期太原理工大学学报JOURNAL OF T AIYUAN UNIVERSITY OF T ECH NOLOGYVol. 39Jan.No. 12008文章编号: 1007 -9432( 2008) 01 -0093 -04三自由度 Delta 并联机器人运动学分析及工作空间求解梁香宁, 牛志刚( 太原理工大学 机械工程学院, 太原 030024)摘要: 通过对三自 由 度 Delta 机器人机构的分析, 建立了 运动学模型。 基于动平台与 固 定平台之间的矢量关系, 推导出该机器人的运动学方程, 进一步得到 位置反解的计算公式; 同 时给出 了正解的数值解法, 并结合算例验证了推导的正确性。 利 用运动学反解...

    文档格式：PDF | 页数：4 | 浏览次数：90 | 上传日期：2013-12-30 02:22:30 | 文档星级：
    *第 39 卷2008 年 1 月 第 1 期太原理工大学学报JOURNAL OF T AIYUAN UNIVERSITY OF T ECH NOLOGYVol. 39Jan.No. 12008文章编号: 1007 -9432( 2008) 01 -0093 -04三自由度 Delta 并联机器人运动学分析及工作空间求解梁香宁, 牛志刚( 太原理工大学 机械工程学院, 太原 030024)摘要: 通过对三自 由 度 Delta 机器人机构的分析, 建立了 运动学模型。 基于动平台与 固 定平台之间的矢量关系, 推导出该机器人的运动学方程, 进一步得到 位置反解的计算公式; 同 时给出 了正解的数值解法, 并结合算例验证了推导的正确性。 利 用运动学反解方程, 提出 了一种工作空间的求法。关键词: Delta 机器人; 运动学; 正解; 反解; 工作空间中图分类号: T P242文献标识码: A Delta 机器人是一种具有 3 个平动自 由度的高速并联机器人, 也是目 前商业应用最成功的并联机器人之一。 它 最早 是 Clavel 博士在 1985 年提出的, 由于其基座平台和运动平台都是呈三角形状而得名。 并联机器人具有承载能力大、 精度高、运动反解简单、误差小、自重负荷比小、动力性能好、 控制容易等一系列优点。 并联机器人位置逆解比较容易,而正解非常复杂, 因此, 正解问题一直是并联机器人运动学研究的难点之一。 目前, 正解的主要求法有数值法和解析法。 解析法的推导过程十分复杂, 所以笔者在运动学反解的基础上, 利用最小二乘法求出了 该机构的数值解。 工作空间分析是并联机构运动学设计中的重要内容, 传统的方法通过影响并联机器人工作空间的三个因素来确定, 笔者在运动学模型的基础上提出了 一种工作空间的求法, 整个推导过程简单、直观。1 机构简介Delta 机器人由静平台( 上平台) 、 动平台( 下平台) 、 3 根主动杆、 3 个平行四边形从动支链组成( 结构如图 1 所示) 。 基座平台的三边通过三条相同的运动链分别连接到运动平台的三条边上。 每条运动链中有一个由四个球铰与杆件组成的平行四边形闭环, 此闭环再与一个带转动关节的 驱动臂相串联,驱动臂的一端固定在静平台上, 在电动机的驱动下作一定角度的反复摆动。 这三条运动链决定了 运动平台的运动特性。 运动平台不能绕任何轴线旋转,但可以在直角坐标空间 沿 x , y, z 三个方向平移运动, 即具有三个自 由度。 分析该机构, 容易知道该机构具有局部冗余自由度, 即球铰之间的连杆可以绕自 身轴转动, 计算自 由度时将四个球铰中的两个按虎克铰考虑, 以便消除局部自由度的影响。图 1 Delta 机器人机构图由计算空 间机 构自 由 度 Kutzbach - Grubler 公式可知F = 6(n- g- 1) + gi= 1f i.式中: n 为机构杆件数; g 为运动副个数;有运动副自 由度数之和。 得出F = 6(17 - 21- 1) + 3 6+ 1 15 = 3.gi= 1fi 为所2 位置反解求法求解位置反解即给定运动平台的中心点在基座坐标系中的坐标 , 求解基座平台的三个控制电机的*收稿日 期: 2007-01 -08作者简介: 梁香宁( 1983- ) , 女, 陕西省咸阳市人, 在读硕士, 主要从事并联机器人及运动控制研究, ( Tel) 13513645076

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