清華科技目錄100702141719PP105、112VOLUME8，NUMBET1，F(xiàn)EBRUARY2003平行結(jié)構(gòu)兩個或三個自由度劉辛軍、汪勁松、李鐵民、段廣洪。北京清華大學(xué)工程學(xué)院。1000841摘要平行機器人在機器人工業(yè)界已廣泛的研究，服務(wù)于各工業(yè)的工作領(lǐng)域，并成為設(shè)計上綜合發(fā)展體系的，越復(fù)雜的平行機構(gòu)將帶來越多的研究興趣，并行手法少于6級的自由度，幾個平行的機制與各種數(shù)量和類型。自由度本文描述，可以用在平行機器，運動模擬器和工業(yè)機器人。關(guān)鍵詞平行機器人，平行，運動學(xué)機械自由度機器人引言機械系統(tǒng)，從而使剛體轉(zhuǎn)動方面中扮演非常重要的角色，無數(shù)的機構(gòu)，可遷入各種平移或旋轉(zhuǎn)方向的一個回顧程度。自由度，為僵化的身體不能超過6，舉例來說，三個翻譯議案沿相互或軸線和三個轉(zhuǎn)動提出的關(guān)于這些機器人包括系統(tǒng)控制若干程度的結(jié)束效應(yīng)。過去幾年來，經(jīng)歷了重要的發(fā)展情況，在一輩人使用工業(yè)機器人，主要是由于其機械結(jié)構(gòu)的最常見的機器人，是沒有很好地適應(yīng)某些類型的架構(gòu)也因此，最近已開發(fā)為工業(yè)用途，其中包括平行機器人。一個平行的機械臂，這是一個閉環(huán)幾個四肢或有多少手桿，等于多少個自由度，如每肢體是由一個致動器和所有驅(qū)動器可安裝在或接近固定這個原因，平行升有時華航主導(dǎo)平臺外部負(fù)載可以共享的，由作動器，平行機構(gòu)往往有一個大的承載手法總是作為具有非常好的表現(xiàn)，無論在精度，剛度并有能力操控大型已用于大批應(yīng)用范圍從飛行模擬器，并正成為越來越受歡迎的，在機床行業(yè)。該設(shè)計平行機器人，可以追溯到1947年，當(dāng)?shù)幕驹瓌t，機制與閉環(huán)系統(tǒng)的運動學(xué)結(jié)構(gòu)，以控制位置和方向的移動平臺，以測試輪胎磨損和建起了原型在1955年（圖1）元素是一個六角形的平臺，其頂點都連接到三通由球和插座，然后的另一端連接被重視該基地由然后第九線性傳動改造總升油墨長度。斯圖爾特設(shè)計了一個平臺機器人作為模擬器于1965年（圖二），其中感人元素是一個平臺，其頂點都連接球及插座，然后支持每個機制構(gòu)成的兩個千斤頂，放置提出了系統(tǒng)的研究運動學(xué)結(jié)構(gòu)的平行機器人與平面三是保障計劃平行升手法作為一個典型的的例子。圖1早期設(shè)計的平行機器人大部分的六個自由度的平行升手法種滅蠅燈迄今已其中包括6個延展平行機器人具有優(yōu)勢高剛度，低慣量，大負(fù)荷的情況，他們受局限比較小提升工作空間和和利用價值，不同的地方就是他們之間的直接運動學(xué)是很難平行機器人少于已吸引了越來越多注意。本文介紹了平行機器人類型的新的平行機構(gòu)介紹一個空間三個自由度的平行機器人，分兩次平行升機械臂，并串行并行升機械臂。1平行機器人的定義一個平行的機械臂是一個完效應(yīng)與廳自由度與固定基地連在一起至少由兩個獨立運動學(xué)需通過簡便勵磁機這些機制都為的自由度則至少有兩個聯(lián)系至少有多少勵磁機是一樣的數(shù)目自由度的負(fù)載可以分布于多重的聯(lián)系。數(shù)勵磁機是必須的。當(dāng)勵磁機已上鎖，機械臂仍然在位置，這是一個重要的安全問題，平行機器人，其中有多少聯(lián)系，是在嚴(yán)格平等的平行機器人。2自由度的一個機制自由度的一個機制，是眾多獨立參數(shù)或投入必要完全指定的配置，其中一般的流動性標(biāo)準(zhǔn)，所以不容易被界定為閉環(huán)運動學(xué)聯(lián)系的，因為狩獵和已經(jīng)流動公式確實可以忽略某些程度的自由度的公式卻是普遍采用。3分類的平行機器人總數(shù)自由度的剛體不能超過6，因此，有多少一個平行的手法將第一并行機制機械設(shè)計有人建議，為平行，2至6調(diào)查的87個驅(qū)動器，百分之六四中，40的三個，其余兩個31兩平行機器人大多數(shù)現(xiàn)有的兩個平行機器人是平面手法兩平移這種設(shè)計使用棱柱和旋轉(zhuǎn)聯(lián)合，表明，有20種不同的組合，這一數(shù)字減為6所示。在圖2如果調(diào)節(jié)器，假設(shè)為81，隸屬該沒有被棱柱形，然后及不動支持重量另作動。圖26種類型的平行機器人32平行機器人有許多三平行，經(jīng)典設(shè)計，提交例子是平面三RRR（回轉(zhuǎn)聯(lián)合）平行機器人所示圖3動平臺有三個平面，這兩個譯本沿X和Y軸和一個旋轉(zhuǎn)左右軸線垂直于XY例子是球形RRR平行機器人所示圖3的這一切，然后詮釋石斧相交于一個共同議案的任何詮釋，在機械是輪換關(guān)于動平臺只所詮釋，并沒有動支護的我們保障計劃圖3平行機器人所示其中有復(fù)雜的，這是不能嚴(yán)格地最著名的機器人三平移是，提出和被廣泛地用于工業(yè)，另有類型三平行升機械臂已動P平臺連接該基地是通過四條腿，那里的第四站是被動的，又是領(lǐng)先的腿，這意味著腿部確定議案的平臺，例如，在球面坐標(biāo)平行機器人表現(xiàn)在圖3平行機器人是用于機器工具設(shè)計使用大學(xué)漢諾威33四桿平行機器人四桿理論指導(dǎo)地樂升機械臂，它是自由度為224每有，其實，沒有四桿完全平行早期機制四個桿沒有完全平行，兩個驅(qū)動器每掛鉤，或與被動的限制。34五桿平行機器人分校做財政司司長理論指導(dǎo)地樂升手法，所以不存在，五桿完全平行五桿平行機器人建議連續(xù)兩個平行機器人。35六桿平行機器人六桿平行機器人是最熱門的手法因此，他們研究結(jié)構(gòu)顯示圖4是一個經(jīng)典六桿平行機器人六桿平行機器人有6個延展平面平行機器人具有優(yōu)勢的高剛度，低慣量，大負(fù)荷的薪酬以往，他們遭受了問題相對較小的有益工作和設(shè)計不同此外，分析其直接運動學(xué)是非常困難。平面機制，如一個四桿機構(gòu)，或五桿機制，或其中有兩個驅(qū)動器每腿，并如常地有三腿。四演變平行機器人確立了基本原則與機制閉環(huán)運動學(xué)結(jié)構(gòu)，在1947年，因為表現(xiàn)在圖1，有許多其他平行機構(gòu)與特定數(shù)目和類型的程度自由度，也提出了建筑由斯圖爾特于1965年證明了在圖1顯示在圖4，從理論上說，六只桿，設(shè)計成所有桿平行機構(gòu)，如機械臂顯示，在圖4，凡腿安排在321的作風(fēng)是一個很緊湊，可廣泛用于微系統(tǒng)。六條腿如圖4所示沿著指定的方向，這是非常有用的用于工業(yè)領(lǐng)域。6桿平行機器人相似，即所提出的每次都對腿在機械手的表現(xiàn)在圖4平行每個人數(shù)桿的機械臂西港島線L是不同的，如果投入兩條腿各一雙，是方程手法架構(gòu)是顯示升手法總產(chǎn)值種譯本，這可能是起源驅(qū)動環(huán)節(jié)可以安排作為我們當(dāng)?shù)毓蛦T眾所周知，快餐機器人已經(jīng)取得了好幾個版本，如作為機制手法圖也可以三種平移平行仔的機械臂已翻譯一致認(rèn)為，它是不完全版本。他們的設(shè)計概念不同，蔡振南的機械臂是首次設(shè)計，以處理這一問題的一個萬國郵聯(lián)三個平移桿平行機器人是設(shè)計的偉大的行動理論。圖5雖然這些設(shè)計巧思設(shè)計一個新的機械臂，需要做更多的工作，以設(shè)計一個機器人組合平移和旋轉(zhuǎn)桿少于6個桿例如，有很少有空間三桿平行升手法組合兩個空間翻譯和1個轉(zhuǎn)動。5新的三桿平行機器人。51機器人結(jié)構(gòu)空間三桿平行升機械臂所示選區(qū)一個基地臺，移動式平臺，和3桿連接兩個連接腿已經(jīng)四度的的三腿有相同的鏈路與兩桿合資或兩自由度然后的第三站，構(gòu)成一個平面四桿平行升和三個自由度，然后自由度，然后詮釋，在每一個站是驅(qū)動。平臺連接的是固定底板通過桿（1），（8）和（12）。桿（1）和（12）有相同的連鎖店不斷的聯(lián)系連接著一個普遍的，然后詮釋（或兩個接頭）（15）或（13）在底端和被動旋轉(zhuǎn)聯(lián)合（3）或（11）在其他旋轉(zhuǎn)接頭，然后附在一個積極滑塊（4）或（10），這是安裝在導(dǎo)軌（2）或（9）。第三站（8）有一個恒定的連接，平面四桿平行，這是連接相比一，然后詮釋（16）在底端和被動旋轉(zhuǎn)聯(lián)合（5）在其他回轉(zhuǎn)聯(lián)合附在積極滑塊（6），這是安裝在導(dǎo)軌（7）。運動的說明P平臺，是通過滑動3個滑塊就顧52機械臂能力擬議的機械臂是一個普遍的操縱裝置必須有3個自由度，當(dāng)投入要素安排聯(lián)系和顯示，在圖6，桿（1）和（12）提供兩個制約輪換的移動平臺的Z軸和沿翻譯的，然后（5）及（16）為第三站（8）有平行升斧頭S作為圖6所示第三站，可以提供一個制約輪換感人平臺對，三者兼而有之的腿制約輪換的移動平臺方面的X和Z石斧和翻譯沿，這一機制兩平移度，在OYZ平面一轉(zhuǎn)動度關(guān)于新聞自由，他們主軸。53應(yīng)用機械設(shè)計有趣的是，由于第三腿機制，采用平面四桿平行，用在其他并行機制，這種獨特的空間三桿平行機器人（一），只旋轉(zhuǎn)接頭，（二）結(jié)合空間平移和旋轉(zhuǎn)度的自由空間3桿平行機器人，及（三）具有高流動性的轉(zhuǎn)動自由度設(shè)計，可以適用于幾乎平行機的低流動性和靈活性的六個桿并行機制，越來越多的平行機床混合結(jié)構(gòu)，如那些和，這通常是基于以下三個自由度機制建議平行機器人將被設(shè)計成一個混合式平行機床在未來并行機制，也可以被用來作為一個模擬器或微操作機器人圖6的空間三桿平行機器人設(shè)計表現(xiàn)在過度意味著加工組件必須，普及，然后能代表費城兩然后這并不難，杜撰準(zhǔn)確。54運動學(xué)問題運動學(xué)問題映射一個已知的構(gòu)成（位置和方向）的輸出平臺，以一組輸入，然后詮釋變數(shù)，將實現(xiàn)這一運動學(xué)模式1的機械臂表現(xiàn)在輸出平臺的頂點是用字母平臺然后一個固定的參考系統(tǒng)O型的XYZ設(shè)在該中心的方條B2的與直軸正常到基地P和Y軸沿著基本法參考，X，Y，Z，設(shè)在該中心的S的一名專業(yè)人員，Z軸垂直于輸出平臺和Y軸都是沿小一長短腿每個環(huán)節(jié)，是包含由L時，其中在一些案件中，長度的連接P3B3可以不同，客觀的逆運動學(xué)，使甩離子是確定負(fù)荷從構(gòu)成的輸出平臺，在笛卡爾空間理論為依據(jù)6其他并行體系結(jié)構(gòu)61新型雙桿平移平臺一種新穎的兩桿并行機制，示意圖7移動平臺連接到該基地由兩相同腿構(gòu)成一個平面四桿測量左旋油墨2,3,4和5為首次腿2,6,7和8為第二伸縮縫，在每個平面四桿平行都是旋轉(zhuǎn)3條和第8條是驅(qū)動棱柱平臺議案所取得的變動的連結(jié)3日和8轉(zhuǎn)發(fā)到這個平臺，由兩個平行移動平臺有兩個純平移自由度與尊重的基礎(chǔ)上，因為平面四桿平行系統(tǒng)超過約束，因為只有一個平面四桿平行升需要獲得兩個桿一個剛體，在設(shè)計這兩個平面四桿，是用來增加系統(tǒng)的剛度，并盡量系統(tǒng)機制，是現(xiàn)在用來翻修，一種新型5軸機床的合作與第二機床廠在中國齊齊哈爾系統(tǒng)機制。623桿平面串平行機制。如圖8所示有一個移動的空間說明平臺連接到地的兩個桿第一站，構(gòu)成一個不斷