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文章chu处:6dof 人气:发表时间:2017-08-13 12:56

 
1、六自由du(并联机器人)de运动学分xi
 
运动学zhongde主yaocan数:位置、位移、速du、加速du 和时间。运动学分xi主yao研究并联机构正ni解问题。dang给定并联机器人上ping台de位譻hun问琿iu解各输入关节de位置can数shi并联机器人运动学位姿fan解问题。dang给定并 联机器人各输入节点de位置can数,qiu解并联机器人上ping台de位譻hun问齭hi并联机器人de运动学正解问题。与串联机器人相fan,并联机器人位置ni解比较容易,er正解非 常fu杂。最为pubiande研究方fa有两种:数謉ao鈌a和解xi解fa。
 
数謉ao鈌a数学模型简单,可yiqiu解葁ei尾⒘梗玸hi不能qiu得机构de所觴ing恢媒狻Qд呙鞘箉ongliao多种降weisou索算fa,lai获得位置正解。
 
数謉ao鈌ashi指qiu解一组非线xing方cheng,非线xing方chengshi矢量环方chengjingguo一些具体结构de代数处理后,zhi接导chude,从erqiu得与输入位移对应de运动ping台de位置和姿态。由 于qi省去liao烦琐de数学推导,计算方fa简单,但此方fa计算速du较man,不能保证获得全部解,并且最终de结guo与初值de选取有关。黄zhen早在1985年就tichu对于含 三jiaoping台de并联机构可yi简hua为zhi含有一个变量de非线xing方cheng一weisou索fa,明显地ti高liaoqiu解速du[3]。西nan交大chen永等tichuliao一謟hi谕缀齞e新迭代fa,不 需选取初值并可qiuchu全部解[4]。该方fayong于qiu解襤ua鉪e6-SPS并联机构de位置正解,较方便deqiuchuliao全部40组解。
 
解xifashi通guo消元fa消去机构yue束方硉ao衐e未知数,从er获得输入输chu方硉ao薪龊桓鑫粗齞e多项式。该方fa能够qiu得全部de解。输入输chude误差效应可yi定量地表示chulai,并可yi避免qi异问题,在理论和应yong上都有重yao意义。
 
北jing工业大学de饶青等利yong机构deji何等同xing原理建立正解de基本方cheng,最后推导chuliao一个20阶de一元位移输入输chu方cheng,从er得daoliao封闭正解。
 
2、六自由du(并联机器人)动力学分xi
 
动力学shi研究物体de运动和作yong力之间de关系,并联机器人shi一个fu杂de动力学系统,存在zhou严重de非线xing,由多个关节和多个lian杆组成,具有多个输入和输chu,ta们 之间存在zhou错综fu杂de耦合关系。因此,yao分xi机器人de动力学特xing,必须采yong非常系统de方fa。现有de分xi方fa很多,有拉格lang日(lagrange)方fa,牛 顿·舊ang∟ewton·Euler)方fa,高si(Gauss)方fa,凯恩(Kane)方fa,旋量(对ou数)方fa和luo伯逊·wei登bao (Roberson·Wittenburg)方fa等。早期进行动力学detao论shiFicher和Merlet,在hu略lian杆de惯xing和关节de摩ca后,得chuliao Stewart机器人de动力学方cheng。Do和Yang通guoNewton-Eulerfa,在假定关节无摩ca,各支杆为不对称祅an父耍粗匦脑谥嵘锨 绕轴向de转动惯量可yihu略)条件下,完成liaoStewart机器人deni动力学分xi。
 
3、六自由du(并联机器人)qi异结构分xi
 
dang机器人机构处于某些稳定de xing位时,qi雅ke比(Jacobian)juzhen成为qi异zhen,行lie式为零,zhe时机构de速dufan解不存在,机构dezhe謟hong挝痪统莆猶i异xing位。并联机器人特征之一shi高刚du,然er,若并联机器人在qi异位移时,会造成很大de问题。因为机器人在处于该位置时不能承shou葁ei胃涸兀琿i操作ping台具有多余de自由du,机构将失去控制。因 er,在设计和使yong并联机器人时,必须将qi异位姿排chu在工作领yu之外。
 
另一种方fashiqi异位置方cheng,通guoqiu解该方chenglai确定qi异位置。Shi和Fenton应yong正shun态运动学方chenglai确定qi异juzhen。Sefrioui和Gossellin针对一ping面de3-DOF并联机器人推导chuqi异轨迹de解xi表达式。
 
Fitcher发现liaoStewartping台机构deqi异位置:即运动ping台ping行基座时,绕Z轴旋转± de位置。机构qi异xing位可yi通guo分xi机构de雅ke比juzhen行lie式等于零de条件qiu得。
 
4、六自由du(并联机器人)工作空间分xi
 
工作空间分xishi设计并联机器萻hun僮髌鱠e首yao环节。机器人de工作空间shi机器萻hun僮髌鱠e工作区yu,shi衡量机器人xing能de重yao指biao。根据操作器工作时de位姿特点,工 作空间可分为可达工作空间和灵活工作空间。可达工作空间shi指操作器上某一can考点可yidao达de所有点de集合,zhe种工作空间不考虑操作de位姿。灵活工作空间shi指 操作器上某一can考点可yi从葁ei畏较騞ao达de点de集合。
 
并联机器人de一个最大弱点shi空间小,应该说zheshi一个相对de概念。同样de机构chi寸,串联机器人比并联机器萻iぷ骺占浯螅痪弑竿鵧e工作空间,串联机构比并联机构小。
 
并联机器萻iぷ骺占鋎e解xiqiu解shi一个非常fu杂de问题,ta在很大chengdu上襩an涤诮峁刮蛔私鈊e研究成guo,至今reng没有完善de方fa。Ficher采yong固定6个位譻hun问 zhongde3个姿态can数和一个位置can数,er让qita两个絟uan谎芯縧iao6自由du并联机器人de工作空间。Gosselin则利yong圆弧相交de方falai确定6自由du并联 机器人de定姿态工作空间,并给chu羢iぷ骺占鋎e3wei表示。此fayiqiu工作空间de边界为目de,效率较高,且可yizhi接计算工作空间de体积。

 

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