宏微双重驱动机器人系统的研究现状与关键技术

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1、宏!微双重驱动机器人系统的研究现状与关键技术,,,孙立宁!董!为!杜志江宏!微双重驱动机器人系统的研究现状与关键技术孙立宁!董!为!杜志江哈尔滨工业大学!哈尔滨!#,$$$#!!摘要"宏#微双重驱动机器人系统的综合性能优于采用单一驱动方式的机器人系统$在总结了宏#微双重驱动机器人系统的概念%特点%组成结构的基础上!分析了该领域国内外的最新动态及其关键技术!为宏#微双重驱动机器人的进一步设计与开发提供了翔实的信息与参考依据$作为对宏#微技术的总结与应用!提出了一种新颖的集成式宏#微双重驱动柔性并联机器人系统!可在立方厘

2、米级的工作空间内达到纳米级的运动精度$关键词"宏!微组成结构#宏!微双重驱动#宏!微双重并联结构中图分类号"&*("!!!文章编号"#$$"+#!(!$($$,%$#+$$%R+$,C1.1’;$8;1#’;/51."+<’=P’6#"$,$&2’)$8*.65$!*265$9(.,*."20(,.1$5C=)1’%<62-.2.23!’=23_1.!’6]0.M.72347:G.2Y2@9.9691=D&1C02=;=3A&47:G.2&#,$$$#/:)15.61"&01@A29019.C7;I1:D=:E72C

3、1@=DE7C:=!E.C:=E72.I6;79=:@A@91EI:1C1F1901@.23;1F:.?12@A@91E&J0.C0.@?7;.F791F.27II;.C79.=2@)&0.@I7I1:I:1@1291F9AI.C7;7II;.C79.=2@&:1@17:C09:12F@72FN1A91C02=;=3.1@&G7@1F=2901.29:=F6C9.=29=901C=2C1I9@&D1796:1@&72FC=2D.36:79.=2=D901E7C:=!E.C:=E72.I6;79=:@A@91E@)<=

4、E1.2D=:E79.=272F:1D1:12C1@J1:1I:=?.F1F9=901F1@.3272FF1?1;=IE129=D90.@N.2F=DF67;E72.I6;79=:@A@91E@)B.27;;A&7@C=2C;6@.=2=D901F67;@A@91E@&72=?1;D;1K.G;1E7C:=!E.C:=F67;I7:7;;1;E72.I6;79=:.2913:79.23Q+*<<72FQ+<*

5、.2901C6G.CC129.E191:J=:N@I7C1)<’=>$5+)"E7C:=!E.C:=@9:6C96:1#E7C:=!E.C:=F67;F:.?1#E7C:=!E.C:=F67;I7:7;;1;E1C072.@E$!引言#!宏!微双重驱动机器人的概念"特点及近年来&随着越来越多的机器人系统在军事结构形式工程’光通讯工程’生物工程’精密机械工程’精密光学工程等领域中的成功应用&相应地&这些领域?)?!概念对所应用的机器人系统也提出了更高的要求&特在宏!微机器人系统不断应用的过程中&设计别是在机器人的运动精

6、度’响应速度’力感觉’可者给出了基于宏!微双重驱动系统特征的描述性控性’灵活性等方面的要求越来越高(一些工程定义"一般认为&宏!微机器人系统包括宏机器人领域要求机器人系统在大范围运动的情况下&同和微机器人两个子系统&并且&微机器人系统附着时实现纳米级的运动精度&也有一些工程项目要在宏机器人系统的末端&二者共同完成一定的操求机器人在快速运动的同时&具有精确的力感觉作任务(也有学者提出了所谓粗!精操作机器人等&这些要求使得传统的采用单一驱动方式的机系统$C=7:@1!D.21E72.I6;79=:@A@91E%的概念(器

7、人系统越来越难以胜任(事实上&不论从组成结构’系统特征&还是从所从针对上述情况&在($世纪%$年代的中后期&事的操作任务几方面来看&所谓的粗!精操作机器国内外学者相继提出了宏!微双重驱动机器人系人系统都符合宏!微操作机器人的特征&可以归为统的初步想法)##!*(经过近($年的探索&不论是宏!微机器人系统一类(值得注意的是&所谓的宏从理论论证还是从实际应用的情况&都证明了宏!机器人系统和微机器人系统的定义&并不是从机微双重驱动机器人在很多方面的性能优于传统的器人系统自身结构的尺度上划分的(从目前宏!采用单一驱动方式的机

8、器人系统)"#[*(微机器人系统的应用来看&在有些系统中&宏机器人和微机器人并没有尺度上的绝对差别(另外&由于宏!微双重系统在集成形式上没有绝对的规收稿日期"($$"+$,+#!则可遵循&不同的应用领域其集成形式也大相基金项目"国家%Q!高技术研究发展计划资助项目$($$(TT"(((Q$%径庭(+%R+中国机械工程第#Q卷第#期($$,年#月