3RRR并联机器人

分类号 TP241 密级公 开 XXXXXX硕士学位论文 3RRR并联机器人机构 奇异性分析 Singularity Analysis of 3RRR Parallel Robot Mechanism 指导教师姓名、专业技术职务 学 科 专 业 论文答辩日期 学位授予单位和日期 答辩委员会主席 答辩委员会委员

摘 要

随着社会的发展和科技的进步，机器人已经渗透到人类生产生活的各个方面。并联机器人由于其具有稳定性好、承载能力强、精度高、耐恶劣环境等优点，不但在工业生产领域发挥着不可替代的作用，而且在军事领域中具有广泛应用。本文以三自由度平面3RRR机构为研究对象，研究了该机构的工作空间搜索方法，分析了该机构的奇异位形，建立了其奇异位形规避模型，讨论了奇异位形的规避条件，建立含杆长误差的奇异位形分析方法，并进行了仿真研究，为该型机构的分析设计提供了理论基础。本文主要研究工作如下：

首先，建立了平面3RRR机构的数学模型，根据平面机构学和几何学建立机构的约束方程，对该机构的运动学正逆解进行了研究；建立逆解和二维搜索法相结合的工作空间求解方法，研究了平面3RRR机构的工作空间，结果表明，该方法简化了工作空

分类号 TP241 密级公 开 XXXXXX硕士学位论文 3RRR并联机器人机构 奇异性分析 Singularity Analysis of 3RRR Parallel Robot Mechanism 指导教师姓名、专业技术职务 学 科 专 业 论文答辩日期 学位授予单位和日期 答辩委员会主席 答辩委员会委员

摘 要

随着社会的发展和科技的进步，机器人已经渗透到人类生产生活的各个方面。并联机器人由于其具有稳定性好、承载能力强、精度高、耐恶劣环境等优点，不但在工业生产领域发挥着不可替代的作用，而且在军事领域中具有广泛应用。本文以三自由度平面3RRR机构为研究对象，研究了该机构的工作空间搜索方法，分析了该机构的奇异位形，建立了其奇异位形规避模型，讨论了奇异位形的规避条件，建立含杆长误差的奇异位形分析方法，并进行了仿真研究，为该型机构的分析设计提供了理论基础。本文主要研究工作如下：

首先，建立了平面3RRR机构的数学模型，根据平面机构学和几何学建立机构的约束方程，对该机构的运动学正逆解进行了研究；建立逆解和二维搜索法相结合的工作空间求解方法，研究了平面3RRR机构的工作空间，结果表明，该方法简化了工作空

上次是《先进设计技术》，对应幻灯片的第4章。 这次是《先进制造装备及技术》，对应第5章

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并联机器人发展概述

范顺成1 王进峰1,2

(1. 河北工业大学机械工程学院 天津 300130； 2.华北电力大学机械工程系 保定 071003)

摘要：随着先进制造技术的发展，并联机器人已从简单的上下料装置发展成数字化制造

中的重要单元。在查阅了大量国内外相关文献的基础上，介绍了并联机器人的特点、分类、应用，从运动学、动力学、控制策略三方面总结了近年来并联机器人的主要研究成果，并指出面临的问题。

关键词：并联机器人；运动学；动力学；控制策略

The Development of Parallel Manipulators

Fan Shuncheng Wang Jinfeng

(1. School of Mechanical Engineering,Hebei University of Technology,Tianjin 300130 ; (2. Department of Mechanical Engineering,North China Electric Powe

并联机器人大作业

学 院： 机电学院 姓 名： 徐齐平 学 号： S201001065 指导教师： 余跃庆

2011-7-25

0

引言 ............................................................................................... 2 一、并联机器人的特点 ................................................................ 3 二、并联机器人的分类 ................................................................ 4 三、并联机器人的应用 ................................................................ 4 四、并联机器人的主要研究方向 ................................................ 5 1.运动学分析 ..........................................

并联机器人大作业

学 院： 机电学院 姓 名： 徐齐平 学 号： S201001065 指导教师： 余跃庆

2011-7-25

0

引言 ............................................................................................... 2 一、并联机器人的特点 ................................................................ 3 二、并联机器人的分类 ................................................................ 4 三、并联机器人的应用 ................................................................ 4 四、并联机器人的主要研究方向 ................................................ 5 1.运动学分析 ..........................................

3-RRR并联机构虚拟样机设计与仿真

南京理工大学

硕士学位论文

3-RRR并联机构虚拟样机设计与仿真

姓名：戴田国

申请学位级别：硕士

专业：机械电子工程

指导教师：乐贵高

20050624

3-RRR并联机构虚拟样机设计与仿真

南京理工大学硕士学位论文３－ＲＲＲ并联机构虚拟样机设计与仿真

摘要

本文以三自由度球面并联机构为研究对象，利用虚拟样机技术对机构的结构设计、位姿分析、工作空间分析、运动学分析、动力学分析等进行了较全面的研究。

论文以开发基于球面并联机构的某军用机器人为目标，首先介绍了三自由度球面并联机构的结构，在此基础上建立了三自由度球面并联机构位姿逆解方程，并给出了显式解析表达，接着引入了影响系数的概念，导出了机构速度和加速度分析的表达式，为控制系统的开发提供了理论依据。其次，基于三维参数化软件Ｉ—ＤＥＡＳ建立了机构ｆ由简化实体模型，通过与ＡＤＡＭＳ的接口，在ＡＤＡＭＳ中建立了仿真模型。接着对该机构进行了运动学仿真，包括局部工作空间仿真、正向运动仿真和确定工作轨迹仿真。接着进行了动力学分析，重点对平衡机参数进行了优化设计，最后对实际工作过程进行了仿真，测试了各构件的受力情况，并对结果进行了分析。

本文对使用虚拟样机技术开发并联机构做了尝试，为并联机构的开发

三自由度并联机器人设计

一、上平台设计：

(1)新建：打开solidworks软件，进入界面以后点击新建，选择

新建“零件”。

(2)草图绘制，选择前视基准面，进入草图绘制界面。

(3)绘制草图：

●使用多边形工具绘制正三角形。

●绘制R=50的圆作为构造线，用直线连接三角形定点和圆心作为

构造线上，以两构造线的交点为圆心，绘制R=5的小圆，并使用圆周陈列，阵列角度为120度，形成1个小圆。

。

●再如图画出图中的矩形，剪去不必要的线，尺寸如图

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再使用一次圆周陈列，在三角形的三个角上形成相同的矩形框。（4）使用特征工具栏中的拉伸，拉伸后形成的实体如图

：

(4)在拉伸后的实体上的一个面上画一个如图的两个矩形。

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(5)如图拉伸20mm

，

(6)做出如图草图，尺寸见图示：

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(7)拉伸2mm

，结果如图示：

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（8）在图示面上，用实体引用工具引用上图绘制的半圆，并画一半

：

径为5mm的园，圆心与半圆圆心重合，如图示

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二、下平台设计：

草图绘制正三角形时，同上平台 的做法，做一半径为100mm 的圆，其他做法参考上平台，尺寸如图示

：

第33卷　第1期　　　　　　　　　　　　三自由度并联机器人动力学及仿真　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　25文章编号:1004-2539(2009)01-0025-03

三自由度并联机器人动力学及仿真

(湖南农业大学工学院,　湖南长沙　410128)　陈文凯　莫亚武

摘要　利用雅可比矩阵建立了一种三自由度并联机器人(3-RSR)动平台的外力、外力矩、惯性力、惯性力矩和重力到驱动关节的映射关系,在合理的假设基础上,运用牛顿欧拉动力学方程得到了动力学数学模型。并且基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件对三自由度并联机器人进行动力学仿真。结果表明,用动力学模型计算的驱动力矩值和仿真结果一致,动力学模型精度较高,将其作为驱动力矩控制设计的基础是可行的。

关键词　并联机器人　动力学模型　仿真

台的瞬时螺旋＄C可以表示为一个5个瞬时螺旋的线

性组合。

＄C=β1,i,i+β2,2iiβ4,i＄4,i+

＄5,i(i)

Tωωω,[,,,CxyzCx,Cy,Cz]。

用＄＄＄＄＄r,1,i表示＄1,i、2,i、3,i、4,i、5,i五螺旋

系的一个反螺旋。根据共面两线矢互为反螺旋[3],列

出过Pi矢量＄1,i和点Gi组成的平面方程以及过Qi的

矢量＄5,i的直

第33卷　第1期　　　　　　　　　　　　三自由度并联机器人动力学及仿真　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　25文章编号:1004-2539(2009)01-0025-03

三自由度并联机器人动力学及仿真

(湖南农业大学工学院,　湖南长沙　410128)　陈文凯　莫亚武

摘要　利用雅可比矩阵建立了一种三自由度并联机器人(3-RSR)动平台的外力、外力矩、惯性力、惯性力矩和重力到驱动关节的映射关系,在合理的假设基础上,运用牛顿欧拉动力学方程得到了动力学数学模型。并且基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件对三自由度并联机器人进行动力学仿真。结果表明,用动力学模型计算的驱动力矩值和仿真结果一致,动力学模型精度较高,将其作为驱动力矩控制设计的基础是可行的。

关键词　并联机器人　动力学模型　仿真

台的瞬时螺旋＄C可以表示为一个5个瞬时螺旋的线

性组合。

＄C=β1,i,i+β2,2iiβ4,i＄4,i+

＄5,i(i)

Tωωω,[,,,CxyzCx,Cy,Cz]。

用＄＄＄＄＄r,1,i表示＄1,i、2,i、3,i、4,i、5,i五螺旋

系的一个反螺旋。根据共面两线矢互为反螺旋[3],列

出过Pi矢量＄1,i和点Gi组成的平面方程以及过Qi的

矢量＄5,i的直

文档介绍了机器人三原则以及机器人定义,更重要的展示人员机器人对应关系,方便我们直观认识到机器人相关知识。

机器人常识

机器人的定义

机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器

机器人构成 机器人的能量 人需要从吃的食物中吸收能量，而机器人却只吃“电能”。因此，一般的机器人都是使用可充电电池。 机器人的大脑 机器人和人一样需要有大脑来控制机器人的动作。就像电脑中的CPU一机器人三原则

1. 机器人不应伤害人类；

2. 机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；

3. 机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。

样，在机器人身上也有它自己的CPU，在这里我们称为微控制器。 别看芯片小，它可是在机器人中控制所有动作的关键。它收集周围环境的信息，并根据收集到的环境情况向执行机构发出命令，驱动机器人完成各种功能。 机器人的身体结构 我们要让机器人平稳地行走，还要设计它的身体结构，也就是机械结构。生活中有很多机器都有很巧妙的机械结构，比如脚一踩，自行车轮子就能

转起来；又如飞机正是模仿了鸟的流线形的身体结构，才能以庞大的身躯在天上飞而不掉下