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并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)及自由度分析
發(fā)布時間:2023-12-20 15:45:10

  本文采用的Stewart并聯(lián)機(jī)器人平臺如圖1所示,主要包含上平臺、下平臺以及六個支桿。其中六個支桿的兩端采用上、下兩個臥式虎克鉸將上、下平臺連接在一起。每個支桿均采用電動缸,通過控制電動缸的中伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)支桿的長度控制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)Stewart并聯(lián)機(jī)器人末端位姿的調(diào)整。

1

  由上可知,Stewart并聯(lián)機(jī)器人具有上平臺、下平臺和6個支桿組成,為了便于描述,將機(jī)器人抽象為如圖2所示的結(jié)構(gòu)簡圖,該圖中將上平臺臥式虎克鉸的回轉(zhuǎn)中心定義為Ai(i=1,2,…,6),分布在半徑為Ra的圓周上,六個上平臺臥式虎克鉸的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)連線組成了一個六邊形。以此類推,將下平臺臥式虎克鉸的回轉(zhuǎn)中心定義為Bi(i=1,2,…,6),分布在半徑為Rb的圓周上,六個下平臺臥式虎克鉸的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)連線也組成了一個六邊形。序號對應(yīng)的回轉(zhuǎn)中心進(jìn)行連線,分別代表電動缸的長度Li(i=1,2,…,6),此長度包含電動缸的本體長度。

2

  為了描述Stewart并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu),目前主要包含兩種描述參數(shù)。

  第一類結(jié)構(gòu)描述參數(shù)如下:

  (1)上平臺臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)分布圓半徑Ra;

  (2)下平臺臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)分布圓半徑Rb;

  (3)上平臺臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的六邊形短邊長度Da;

  (4)下平臺臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的六邊形短邊長度Db;

  (5)上平臺工作零位時,上、下平臺臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)距離L。

  第二類結(jié)構(gòu)描述參數(shù)如下:

  (1)上平臺臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)分布圓半徑Ra;

  (2)下平臺臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)分布圓半徑Rb;

  (3)上平臺臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的六邊形短邊中心角φa;

  (4)下平臺臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的六邊形短邊中心角φb;

  (5)上、下平臺臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的最短距離Lmin。

  以上兩種結(jié)構(gòu)描述參數(shù)均采用五參數(shù),其中前四個參數(shù)描述的物理意義相同,區(qū)別在于第五個參數(shù)的定義,一種時以實(shí)際的工作狀態(tài)定義,一種是以機(jī)器人的物理結(jié)構(gòu)定義。本文采用第二種結(jié)構(gòu)描述參數(shù),圖1中的Stewart并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)描述參數(shù)如表2.1所示。根據(jù)以上定義可以計算得到上平臺臥式虎克鉸的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)Ai(i=1,2,…,6),下平臺臥式虎克鉸的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)Bi(i=1,2,…,6)的坐標(biāo)如下式所示。

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關(guān)鍵詞: 并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)
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