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1、第27卷第5期机器人ROBOTVol.27,No.52005年9月Sept.,2005文章编号:100220446(2005)05203962043六自由度并联机器人的支链选取122陈峰,费燕琼,赵锡芳(1.上海海事大学物流工程学院,上海200135;2.上海交通大学机器人研究所,上海200030)摘要:提出了六自由度并联机器人的支链选取的系统方法.并联机器人中有多种类型的支链可以用来实现末端执行器的6自由度运动,每个支链的驱动关节应当在基座上或靠近基座的地方,由支链所构成的整个并联机构的自由度应当为6.利用这些条件对并联机器人的支链形式进行筛
2、选可以获得可行的支链形式.通过这种方法可以去除很多不可行的支链形式,得到可行的支链形式供后续设计使用.关键词:并联机器人;支链;六自由度;筛选中图分类号:TP24文献标识码:BLimbSelectionofa6DOFParallelManipulator122CHENFeng,FEIYan2qiong,ZHAOXi2fang(1.LogisticsEngineeringInstitute,ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai200135,China;2.ResearchInstituteofRobotics,S
3、hanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China)Abstract:Asystematicmethodologyfortheselectionoflimbsofa6degrees2of2freedom(DOF)ofparallelmanipulatorispresented.Therearemanytypesoflimbsofparallelmanipulatorthatcanbeusedtofulfill6DOFmovementoftheend2effec2tor.Forparallelmanipu
4、lators,thedrivingjointineachlimbshouldbeonornearthefixedbase,andtheDOFofthepara2llelmechanismformedbyitslimbsshouldbe6.Thoseconditionscanbeusedtosiftallthetypesofthelimbsforthesuit2ableones.Inthisway,wecaneliminatealotofinfeasiblelimbsandresultinasetofcandidatemechanisms.Key
5、words:parallelmanipulator;limb;6DOF;selection1引言(Introduction)设计的系统方法,但并没有解决如何使用给出的6[4]种具有3自由度的构成单元来构造支链.Tsai在一并联机器人的发展可以追溯到60年代,Stew2[1]些严格限制的条件下,列举了一些并联机器人的可art开发了一个并联装置用作飞机模拟器.并联机行的机构形式.器人一般是由运动平台通过几个支链和固定平台相连.常用的并联机器人是所谓的完全并联机器人,完全并联机器人是具有P个自由度的末端执行器通过P个独立的运动链和基座相连,每个支链最
6、多有两个连杆并且由唯一的转动或移动驱动关节驱动.图1是典型的Stewart并联机器人.近年来,并联机器人的设计得到了广泛的研究,但这些研究多数集中在并联机器人优化设计中,很[2]少是关于并联机器人的概念设计.Hunt首先研究[3]了并联机器人的结构运动学,Pritschow利用具有3图1626Stewart并联机器人自由度的构成元素给出了六自由度并联机器人概念Fig.1626Stewartparallelmanipulator3基金项目:国家自然科学基金资助项目(60205006).收稿日期:2004-01-02第27卷第5期陈峰等:六自由度并
7、联机器人的支链选取397本文提出了六自由度并联机器人支链选取的系定每个支链包含2个连杆和3个关节.统方法,这种方法可让我们剔除大量的不可行支链4支链类型(Typeoflimb)形式,得到数种可行支链形式供后续优化设计.对支链由两杆三副构成的情况,当六自由度并2每个支链的自由度(Degreeoffreedomof联机器人支链的自由度为6时,可能的解只能是每eachlimb)个支链包含自由度为1、2、3的关节各一个.对六自由除了一些过约束机构,机构的自由度可以由下度的并联机器人可使用的关节有转动关节、移动关式给出:节、圆柱关节、虎克铰和球关节,其中
8、圆柱关节是指j液压缸所形成的关节,它只能用作驱动关节.虽然在F=λ(n-j-1)+∑fi(1)i=1并联机构的研究中,已开发出了许多复合关节,但复其中
