并聯(lián)機構與并聯(lián)機器人

1、并聯(lián)機器人與并聯(lián)機床講解內(nèi)容1、并聯(lián)機構簡介3、 關于并聯(lián)機器人的思索2、并聯(lián)機構應用實例2.1、delta機器人2.2、虛擬軸機床1 并聯(lián)機構簡介并聯(lián)機構并聯(lián)機構的出現(xiàn)可以回溯至20世紀30年代。1931年，格威內(nèi)特（Gwinnett）在其專利中提出了一種基于球面并聯(lián)機構的娛樂裝置。在之后的幾十年內(nèi)，新的并聯(lián)機構不斷被提出并應用于汽車噴涂、輪胎檢測、飛行模擬器等工業(yè)領域。其中由Gough于1962年發(fā)明，并被Stewart系統(tǒng)研究的Gough-Stewart機構（或稱Stewart機構）運用最廣，至今仍然被廣泛研究和使用。1931年Gwinnett的娛樂裝置 （5D電影）1965年Stewa

2、rt機構1985法國克拉維爾（Clavel）教授設計出delta并聯(lián)機構(或稱為delta機器人)按自由度分類（1 ）2 自由度并聯(lián)機構。（2 ）3 自由度并聯(lián)機構。（3 ）4 自由度并聯(lián)機構。（4 ）5 自由度并聯(lián)機構。（5 ）6 自由度并聯(lián)機構。（如Stewart機構、雙Delta嵌套機構）其中2、3自由度并聯(lián)機構中存在平面機構這一特殊情況，研究難度降低很多，較多地被人們研究和使用。6 自由度并聯(lián)機構是并聯(lián)機器人機構中的一大類，是國內(nèi)外學者研究得最多的并聯(lián)機構，廣泛應用在飛行模擬器、6維力與力矩傳感器和并聯(lián)機床等領域。但這類機構有很多關鍵性技術沒有或沒有完全得到解決，比如其運動學正解、動力

3、學模型的建立以及并聯(lián)機床的精度標定等。 為了滿足越來越復雜的工作需求，研究和使用多自由度（36）的空間機構顯示出一定的必要性。 近年來, 國內(nèi)外機構型研究主要集中在多自由度多支鏈并聯(lián)機器人構型問題上。并聯(lián)機構的結構屬于空間多環(huán)多自由度機構。并聯(lián)機構的構型綜合是一個極具挑戰(zhàn)性的難題。到目前為止, 國內(nèi)外主要有四種并聯(lián)機構的型綜合研究方法, 即基于螺旋理論的給定末端運動約束的型綜合法、基于李代數(shù)的型綜合法、基于給定末端運動的型綜合法和列舉型綜合法。并聯(lián)機器人組成：一個固定基座、一個具有n自由度的末端執(zhí)行器以及不少于兩條獨立的運動鏈。并聯(lián)機器人特點：（1）無累積誤差，精度較高；（2）驅(qū)動裝置可置于定

4、平臺上或接近定平臺的位置，這樣運動部分重量輕，速度高，動態(tài)響應好；（3）結構緊湊，剛度高，承載能力大；（4）完全對稱的并聯(lián)機構具有較好的各向同性；（5）工作空間較?。?、并聯(lián)機構應用實例 第一代delta（1985） Delta機器人就像一個倒掛的有三個腳的蜘蛛，因其的靈巧、速度和精確在裝配、自動化和醫(yī)療設備領域得到應用，被譽為“最成功的并聯(lián)機器人設計”，并于1990年前后在世界各國申請專利。 2.1 delta機器人 由于專利保護的限制，delta機器人早期并沒有得到應有的推廣，直到近年專利保護一一終止后，才開始被世界各地的制造商爭相生產(chǎn)和開發(fā)。 在Delta原型基礎上，研究人員做了很多衍生

5、機型。FANUC六軸機器人 三軸鉸接式手腕（專利產(chǎn)品）+delta機器人 優(yōu)點：1、末端增加3個旋轉(zhuǎn)自由度，可以適用更復雜工況 2、速度更快每秒2000度的速度拾取、旋轉(zhuǎn)和放置物體 缺點：有效負載降低。第一代最大負載0.5kg，目前最大載荷可達6kg。瑞士工業(yè)公司，將轉(zhuǎn)動副驅(qū)動改為移動付驅(qū)動工業(yè)應用視頻：試管分揀虛擬軸機床又稱并聯(lián)機床（Parallel Kinematics Machine Tools ）,實質(zhì)上是機器人技術和機床技術相結合的產(chǎn)物 。與傳統(tǒng)機床比較： 優(yōu)點：比剛度高（彈性模量與其密度的比值，比剛度較高說明相同剛度下材料重量更輕）、響應速度快及運動精度高。缺點：運動空間小、空間可

6、轉(zhuǎn)角度（靈活性）小、開放性差。2.2 虛擬軸機床簡介(1990s)傳統(tǒng)機床與虛擬軸機床外觀差異視頻：虛擬軸機床一視頻：虛擬軸機床二3、關于并聯(lián)機器人的思索 基于高精度、快速等固有優(yōu)點，并聯(lián)機器人從一出現(xiàn)就被廣泛地應用于工業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)。但是樣機數(shù)量遠遠超過商業(yè)用機，比例是7：3。機器人領域的情況則相反, 60 %已投入實際工業(yè)應用, 40 %是樣機。定位裝置領域的情況與機床領域類似。應用推廣有待研究。 當前在役機器人中采用串聯(lián)要遠多于并聯(lián)。并聯(lián)機器人使用受限的原因很多，比如工作空間較小、負載能力有限等等。一個重要原因是因為并聯(lián)機構（尤其是空間并聯(lián)機構）的復雜性，人們對并聯(lián)機構的研究還不夠透徹，目前開發(fā)出的可用并聯(lián)機構數(shù)量有限。目前被充分研究并被廣泛應用的也只有于Stewart、Delta等少數(shù)幾類。 對delta系統(tǒng)分析的過程中已經(jīng)對并聯(lián)機構的復雜性有所了解（運動耦合復雜、結構分析復雜等），而這種復雜性正潛藏了一些未知的優(yōu)越性，所以并聯(lián)機構和并聯(lián)機器人的開發(fā)必將對機器人事業(yè)的發(fā)展提供強大助力。人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋。”通過閱讀科技書籍