资源描述：
《并联机器人机构研究现状分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第21卷第3期北方工业大学学报Vol121No132009年9月J1NORTHCHINAUNIV1OFTECH1Sept120093并联机器人机构研究现状分析黄昔光何广平谭晓兰袁俊杰崔桂芝(北方工业大学机电工程学院,100144,北京)摘要并联机器人是20世纪80年代新兴起的机电及计算机控制相结合的先进技术,具有串联机器人机构无法比拟的优点.文中对并联机器人机构的起源、主要特点、应用领域,以及理论研究内容等方面进行了概述,同时指出了一些有待深入解决的主要问题.关键词并联机构;并联机器人;运动学分类号TH112并联机器人机构是由至少两个独立的运动面并联机器人机构的娱乐装置(图1),并
2、获得[2]链将动平台和静平台连接而成,并具有两个或专利权,这可能是首个有史料记载的并联机两个以上自由度的一种闭环机构,它是20世纪器人构型;1934年,Pollard设计了一种基于并80年代新兴起的机电及计算机控制相结合的联机器人机构的汽车喷漆机器人(图2),并在[3]先进技术.与传统的串联机器人机构相比,并联1940年获专利权;1947年,Gough发明了一机器人机构具有刚度大、承载能力强、误差小以种基于并联机器人机构的六自由度轮胎检测装[1]及精度高等优点,在应用上与广泛应用的串置(图3),实现轮胎位置和方向的任意改变;联机器人机构构成互补关系,从而扩大了机器1965年,Ste
3、wart首次对Gough发明的并联机人的应用领域,众多研究机构和企业一致看好器人机构进行了机构学理论意义上的研究,并[1]其应用前景.目前许多基于并联机器人机构的设计出飞行模拟器的运动产生装置(图4),产品己经被设计和开发出来,其应用涉及到运该机构也是目前应用最广的并联机器人机构,动模拟器、数控机床、微动机器人、空间对接机被称为Gough2Stewart机构或Stewart机构.构等诸多现代高、精、尖技术领域.从结构上看,Stewart机构的动、静平台通过6本文对并联机器人机构的起源、主要特点、条相同的独立分支相联接,每条分支中含有一应用领域,以及其理论研究内容进行了概述,并个联接
4、动平台的球铰、一个移动副和一个连接由此来确定并联机器人机构这一领域有待深入静平台的球铰.解决的关键问题.1并联机器人机构的起源与特点最早在20世纪30年代,出现了并联机器人机构.1931年,Gwinnett提出了一种基于球收稿日期:2009-04-143北京市自然科学基金项目(50475161)、北京市特色专业建设资助项目、北京市属市管高等学校人才强教计划资助项目、北方工业大学校科研基金项目和北方工业大学“人才强校深化计划”资助项目.第一作者简介:黄昔光,博士,讲师.主要研究方向:机器人技术.26北方工业大学学报第21卷2.1运动模拟器并联机器人机构作为运动模拟器,其最广泛的应用是
5、用于飞行模拟器.用飞行模拟器进行训练,具有经济、安全、不受场地和气象条件限制,训练周期短、训练效率高等优点,目前已成为各类飞行员训练的必备装置.通过飞行模拟器,可以在早期发现问题,减少风险,便于进行系统综合验证,以解决各系统间的动态匹配关系,加速系统实验过程,缩短研制周期,降低为克服串联机器人刚性差、误差累积等诸开发费用.目前,全球大约有67家公司生产基多缺点,澳大利亚著名机构学学者Hunt于于并联机构的各种运动模拟器,大致可分为以1978年首次提出把Stewart机构应用于工业[4]下几类:机器人,提出一种新的六自由度并联机器人.①飞机模拟系统.如由Frasca国际公司研MacC
6、allion和Pham在1979年基于该机构设制,用于波音7372400型客机的六自由度飞行[5]计出用于装配的机器人.但在随后近10年模拟器MBBBO105(图5);CAE公司生产的里,并联机器人机构研究似乎停滞不前,其主要飞行模拟器(图6).原因是受计算机硬件技术水平的限制.随着计算机技术的发展,尤其是计算快速、功能强大的PC出现之后,促进了并联机器人机构的应用和[6]发展.直到80年代末90年代初,并联机器人机构才引起了广泛注意,目前已成为国际国内机构学和机器人学研究的热点.相比串联机器人机构,并联机器人机构的[7,8]主要特点是:(1)杆件只受拉压,不受弯曲应力;(2)刚度
7、高,承载能力与整机质量比大;②汽车运行模拟系统.如德国Daimler2(3)移动部件质量小,可获得很高的动态Benz公司制造的Daimler2Benz超大型626型特性;六自由度Stewart型多媒体全真动态驾驶模拟(4)零件标准化程度高,易于实现模块化器(图7).设计;③轮船运动模拟系统.如国内制造的潜艇(5)作业空间与机器尺寸比小;六自由度运动平台(图8);哈尔滨工业大学也(6)灵活性较差,运动平台倾斜角度较小;在研制我国规模最大的航海模拟运动平台,用(7)作业空
