新型欠秩并联机器人机构3RRC仿真

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1、新型欠秩并联机器人机构!""#仿真廖明刘安心张金林芮挺方虎生!解放军理工大学工程兵学院"南京!&"""2#34-5.6$/786-9%:&;’$<=-摘要分析了并联机器人机构’(()的输入输出特性"给出了位置分析和连杆运动干涉分析$以>.?7<8@为仿真引擎"A<;为软件平台"采用面向对象方法封装了机构正反解算法"编写了仿真软件"实现了该机器人机构运动学动态仿真"为类似机构结构设计和特性研究提供了有益参考$关键词并联机器人机构位置分析动态仿真B.?7<8@文章编号&""!C%’’&C&!""#’!%C"";&C"D文献标识码E中图

2、分类号FG’9&$9$%&’(")*+,-’.’*’/)0’12)/)((’("%3%04""#5678()06%*96)%:6*.968;*<6*=>)*.?6*(6*"86@6*.A)*.B8C>’*.&3/H./77?./HI/J8.8K87=L3/H./77?./H)=?M$!GNEO/.A#=L*<.#PF7=K8MK8L758K?7=L5K8.6.85?.5/?5/TC>7H7/7?587>M5?56676?=U=8-7

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5、!"!%$&-./$"!!’#0)"&!!!’!%%&&’比较复杂!因而少自由度并联机器人机构在国际上逐渐成为机!$,&’,&)构学的研究热点"其中!非期望输出为常量的欠秩并联机器人式中!*"#&+,&!!$机构自由度&-.!’(机构!!"适用性较强!出现了不少新型机构"这类机器人机构具有%$$第$个运动副自由度(#$运动副数(+$构件数(*$基本回结构相对简单#分析与控制比较容易#造价低廉等优点!在工业(路数(!$第’个基本回路的秩&独立位移方程数目’()$*个基本’及其他领域有着广泛的应用前景"但其理论分析复杂而抽象!回路的)

6、种取法"机构的诸多特性难以直观反映!这对机构的特性研究和分析十欠秩机器人$机器人有/&#个自由度!且其输出构件有分不利"因此有必要建立机器人机构仿真软件!实现机器人机相应/个独立位姿参数"构特性可视化!验证并联机器人机构理论分析的正确性!也能运动输出矩阵$对理论推导起引导和启发作用"另一方面!通过计算机模拟!能1&"’2&"’3&"’$$$!0,"’&!’在实验前充分考虑各种可能情形!发现机构构型选择和参数设#&"’$&"’%&"’$$$置等重要方面的所存在地问题!便于及时纠正和改进设计!从式中$,&1/(1&"$’!2&"$’!

7、3&"$’为动坐标系&附属于输出构而大大减少重复实验!节约开销"件!即并联机构动平台’原点在静坐标系内的坐标"&&"$’#并联机器人机构’(()!’"是一种新型的欠秩机构!其正反$&"$’#%&"$’为动坐标系相对于静坐标系坐标轴1#2#3的三个欧解相对简单!且具有部分解藕特性!容易实现时实控制!实用于拉角("$为第$个主动输入的广义变量"/为机构的活动度"高精度#大载荷#工作空间较小场合"对其进行时实三维仿真!揭示其结构特性和运动特性!为生产制造提供有益参考"!并联机构’(()输入输出特性并联机构’(()由4&4!4’#5&5!

8、5’#6&6!6’三条支路及上下&相关概念平台组成!如图&所示"每一条支路由一个6副和与之平行的单开链*+)!’"$二副杆串联机构"两个7副串联而成!其中支路5与支路6的运动副均相互平自由度方程!!"$行!支路4的运动副与支路5#支路6的运动副垂直