一种三腿并联机器人的运动分析.pdfVIP

FORUM 热点论坛 专栏 机器人 国内并联机器人研究现状及未来进展 The Current Situation and Development of Parallel Robot in China 作者：董海薇 （北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京 100044 ） 董海薇，李平康 摘要：根据大量国内并联机器人文献，介绍了国内并联机器人的机构学、运 动学、动力学、控制策略以及仿真等方面的主要研究成果，并阐述了我国并 联机器人未来发展的方向以及尚待解决的问题。 关键词：并联机构；并联机器人 Abstract : Based on many domestic literatures about parallel robot , this paper presents the primary research about the mechanism, kinematics, dynamics, control strategy and simulation of parallel robot. Meanwhile, it describes the development direction of parallel robot in the future and some problems that have not been solved in China.. Key words: Parallel mechanism; Parallel robot 图1 6 自由度Stewart 平台机构 1 引言 2 机构学与运动学 并联机器人无论是从结构上还是功能实现上都是一种新 并联机器人的机构学与运动学主要研究并联机器人的运 型机器人。并联机器人具有精度高、刚度大、惯性小、承载能 动学、奇异形位、工作空间和灵活度分析等方面，这是实现并 力高、运动反解模型简单、操作速度高、易于控制等特点，因 联机器人控制和应用研究的基础。 此，其应用范围从最初的飞行模拟器到近几年来的宇宙飞船空 (1) 运动学 间对接器、精密操作微动机器人以及虚拟轴加工车床等。现在 运动学研究的内容包括位置正解和逆解两方面。位置正 并联机器人的研究吸引了越来越多的科研学者，其应用范围也 解就是根据给定的关节变量求机器人手部位姿，逆解就是根据 在不断的扩大。 机器人手部位姿求各关节变量。对于并联机器人而言，其位置 1965 年，英国高级工程师Stewart 首先提出了一种6 自由度 逆解很容易，而正解是相当复杂的，许多理论研究者在求正解 [1] 的并联机构作为飞行模拟器用以训练飞行员 。如图1所示，这 方面颇有建树。 是一个典型的6 自由度Stewart 平台。从结构上看，它是由6 根 燕山大学的黄真教授选用了Stewart 机器人作为研究对 支杆将上下平台联结起来，这6 根支杆都可以独立地自由伸缩， 象，发展了Tesar 影响系数原理，提出了应用机构影响系数来 它们又分别用球铰与上下平台联结，这样上平台就可以相对于 [3] 求解机器人的位置正解 。哈尔滨工业大学的孙立宁教授以刚 下平台实现6个自由度地动作，即在三维空间内可以作任何方向