六自由度并聯(lián)機(jī)器人簡介

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1、文獻(xiàn)閱讀報(bào)告：六自由度并聯(lián)機(jī)器人簡介指 導(dǎo) 老 師 ： 艾 力 玉 蘇 甫報(bào) 告 人 ： 胡 開 宇 目錄p題目p發(fā)展與應(yīng)用p原理p伺服系統(tǒng)建模p我們的設(shè)備 題目南仁東. 中國科學(xué) G輯 .物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué), 2005,35(5).段艷斌等.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2013,(8). 題目比較項(xiàng)目并聯(lián)機(jī)器人串聯(lián)機(jī)器人工作空間小大剛度高低奇異性問題很多不多負(fù)載能力高低慣量小大結(jié)構(gòu)復(fù)雜簡單位置精度誤差平均化誤差積累速度較高較低 加速度較高較低承載力多桿積累單桿限制位置反解容易困難位置正解困難容易控制復(fù)雜簡單Yiu Y. K. Ph.D.Thesis.Hong Kong:The Hong Kong U

2、niversity of Science and Technology. 2002 發(fā)展與應(yīng)用并聯(lián)機(jī)器人簡介并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究最早可以追溯到1813年，著名數(shù)學(xué)家A.Cauchy對結(jié)構(gòu)相連的八面體運(yùn)動(dòng)的可能性產(chǎn)生了興趣并進(jìn)行了研究；十九世紀(jì)末工程師已經(jīng)開始對空間機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究了；1931年，Gwinnett在其專利中提出了一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)的娛樂裝置；1940年，Pollard在其專利中提出了一種空間工業(yè)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，用于汽車的噴漆1949年Gough采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)制作了輪胎檢測裝置； 發(fā)展與應(yīng)用直到1962年才出現(xiàn)相關(guān)的文字報(bào)道；1965年，Stewart在他的一篇文章提出了一種6自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，并建議可以

3、將該機(jī)構(gòu)用于飛行器、受人類控制的宇宙飛船，還可以作為新型機(jī)床的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；J.Tindale建議將該形式的機(jī)構(gòu)用于礦山開采機(jī)構(gòu)和海上鉆井平臺(tái)；D.Stewart.a platform with six degrees of freedomJ.proc instn mech engrs.Vol.180,No.15,1965 發(fā)展與應(yīng)用1978年，澳大利亞著名機(jī)構(gòu)學(xué)家Hunt提出可以應(yīng)用6自由度的Stweart平臺(tái)機(jī)構(gòu)作為機(jī)器手的思想；1979年Mccallino等人首次設(shè)計(jì)出了在小型計(jì)算機(jī)控制下，在精密組裝中完成校準(zhǔn)任務(wù)的并聯(lián)機(jī)器人，從而真正拉開了并聯(lián)機(jī)器人研究的序幕，越來越多的學(xué)者投入到研究之中

4、；到80年代末期特別是90年代以來，并聯(lián)機(jī)器人廣為注意，并成為了新的熱點(diǎn)，許多大型會(huì)議都設(shè)多個(gè)專題進(jìn)行討論，國際上名的學(xué)者有Warldron，Roth，Gosselin，F(xiàn)enton，Merlet，Angele等。 王海東.并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型與性能分析D.秦皇島：燕山大學(xué)，2001.張志濤.Stewart類六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研制D.天津：天津大學(xué)，2009. 發(fā)展與應(yīng)用對于傳統(tǒng)的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)上看,運(yùn)動(dòng)的動(dòng)平臺(tái)(platform)通過六個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈(chain)或分支(leg)與固定平臺(tái)(base)相聯(lián)接,每個(gè)分支與動(dòng)平臺(tái)的聯(lián)接為球鉸或虎克鉸,與定平臺(tái)的聯(lián)接為虎克鉸或球鉸。從理論上

5、講這六個(gè)分支可以任意擺放,每個(gè)分支由惟一的驅(qū)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng),運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)是通過這六個(gè)分支的可驅(qū)動(dòng)桿件的伸縮來實(shí)現(xiàn)的,它是一種復(fù)雜的六自由度相協(xié)調(diào)的空間運(yùn)動(dòng)。通常也稱之為6-6型Stewart平臺(tái)。通過引入復(fù)合球鉸，可以得到6-3型或3-3型Stewart平臺(tái)機(jī)構(gòu)。 王海東.并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型與性能分析D.秦皇島：燕山大學(xué)，2001.張志濤.Stewart類六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研制D.天津：天津大學(xué)，2009.候凱翔.六自由度動(dòng)感體驗(yàn)設(shè)備及控制系統(tǒng)開發(fā)D.長春：吉林大學(xué)，2011. 發(fā)展與應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域訓(xùn)練模擬器/駕駛模擬器訓(xùn)練用飛行模擬器具有節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、安全、不受場地和氣候條件限制等優(yōu)點(diǎn)。目前已成

6、為各類飛行員訓(xùn)練必備工具。Stewart在1965年首次提出把六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為飛行模擬器，開此應(yīng)用的先河。目前，國際上有大約70家公司生產(chǎn)基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的各種運(yùn)動(dòng)模擬器。并聯(lián)平臺(tái)機(jī)構(gòu)在軍事方面也得到了應(yīng)用，將平臺(tái)裝于坦克或軍艦上，用它來模擬仿真路面譜和海面譜，以使目標(biāo)的瞄準(zhǔn)設(shè)計(jì)過程中不受這些因素的干擾，達(dá)到準(zhǔn)確擊中目標(biāo)的目的。 發(fā)展與應(yīng)用 檢測產(chǎn)品在模擬的反復(fù)沖擊、振動(dòng)下的運(yùn)行可靠性 Gough在1948年提出用一種關(guān)節(jié)連接的機(jī)器來檢測輪胎。輪胎檢測是將輪胎安裝在試驗(yàn)臺(tái)輪轂上，施加載荷并讓其高速旋轉(zhuǎn)，通過測定輪胎旋轉(zhuǎn)時(shí)所受的徑向、側(cè)向和縱向滾動(dòng)阻力的變化值。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的靈活性和高剛度具有很大的

7、優(yōu)勢。目前，Stewart平臺(tái)仍廣泛用于輪胎均勻性檢測和動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)。 李仕華.幾種空間少自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)分析與綜合的理論研究D.秦皇島：燕山大學(xué)，2004. 發(fā)展與應(yīng)用娛樂運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái)運(yùn)動(dòng)仿真就是因?yàn)槟芙o人以動(dòng)感刺激才逐步進(jìn)入娛樂業(yè)的。運(yùn)動(dòng)的并聯(lián)平臺(tái)配以視景、音響以及觸覺等。如美國和日本的“星球航行”、“宇宙航行”等娛樂設(shè)施均采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)。在中國我們也有比如“動(dòng)感電影”，又叫“模擬電影系統(tǒng)” 候凱翔.六自由度動(dòng)感體驗(yàn)設(shè)備及控制系統(tǒng)開發(fā)D.長春：吉林大學(xué)，2011.李仕華.幾種空間少自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)分析與綜合的理論研究D.秦皇島：燕山大學(xué)，2004 發(fā)展與應(yīng)用并聯(lián)機(jī)床虛擬軸車床是并聯(lián)

8、機(jī)構(gòu)在工程應(yīng)用領(lǐng)域最成功的范例,與傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床相比較,它具有傳動(dòng)鏈短、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、剛性好、重量輕、速度快、切削效率高、精度高、成本低等優(yōu)點(diǎn),容易實(shí)現(xiàn)六軸聯(lián)動(dòng),因而能加工復(fù)雜的三維曲面。1994年在芝加哥國際機(jī)床博覽會(huì)上，美國GiddingsK p的論域設(shè)置為-0.3,-0.2,-0.1,0,0.1,0.2,0.3，Ki的論域設(shè)置為-0.06,-0.04,-0.02,0,0.02,0.04,0.06，Kd的論域設(shè)置為-3,-2,-1,0,1,2,3 Gain1的值為0.6，Gain2的值為0.01，Gain3、Gain4、Gain5值分別是0.0798、4.533、0.1004，Constant1、Constant2、Constant3的值分別是36.9、0.19、1.945 伺服系統(tǒng)建模&仿真 伺服系統(tǒng)建模&仿真 單位階躍響應(yīng)穩(wěn)態(tài)誤差/mm弦波跟蹤誤差/mm無噪聲有噪聲無噪聲有噪聲0.0007mm -0.0108mm0.0165mm -0.0300mm0.0293mm -0.0498mm0.0623mm0.25s 我們的設(shè)備 我們的設(shè)備 我們的設(shè)備 我們的設(shè)備 EMI：A2LB-30A250VAC，50/60Hz，30A，-25C85C 謝 謝 大 家 ！