3-hrc并联机器人的运动学分析与仿真

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1、第1期机械设计与制造2014年1月MachineryDesign&Manufacture1773-HRC并联机器人的运动学分析与仿真郭林，顾寄南，杨尹(江苏大学制造业信息化研究中心，江苏镇江212013)摘要：针对3-HRC新型空间三自由度的并联机器人进行了运动学分析。基于定平台与动平台间的矢量关系，运用齐次坐标变换法推导出该机构的运动学方程，进而得到位置反解计算公式；从而确定了动平台上某一点按预期轨迹运动时，驱动件上所需要施加的运动规律；最后，借助UG创建了该机构的装配模型，并通过ADAMS模拟仿真对所规划的运动轨

2、迹进行了验证。研究结果表明：该机构具有良好的运动稳定性，便于实时控制。关键词：并联机构；运动学分析；虚拟样机技术；仿真中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)01—0177—03KinematicsAnalysisandSimulationof3-HRCParallelMechanismGUOLin，GUJi—nan，YANGYin(MechanicalInformationResearchCenterofJiangsuUniversity，JiangsuZhenjiang21201

3、3，China)Abstract：Itanalyzedthekinematicsofanew3-HRC3-DOFparallelMechanism．Basedotttherelationo／thevectorbetweenthebaseplatformandthemovingplatform，homogeneouscoordinatetransformationmethodwanusedtoderivethekinematicsequationandthentheinversepositionWascalculate

4、d；therebythemovementrulesexertedontheactuatorWasachievedwhenonepointofthemovableplatformWasmovingonthedesiredtrajectory；atlast．theassemblymodelofthismechanism∞foundbyUGsoftware．andtheplannedtrajectoryverifiedbytheuseofADAMSsimulation．Theresultsshowthat：themechm

5、tismhasgoodmovementstabilityandconvenientforreal-timecontro1．KeyWords：ParallelMechanism；KinematicsAnalysis；VirtualPrototypingTechnology；Simulation1引言个转动~rJ(R)、1个定长连杆和1个圆柱副(c)。各支链中与螺旋副关联部分OiB上端均与定平台固定连接且与定平台之间的夹近年来，由于并联机构具有结构刚度大、承载能力强、运动角为ot，3个圆柱副中心线均位于动平台平面内。支链

6、中所有圆柱精度高及位置反解简单和力反馈控制方便等诸多优点得到广泛副及转动副的轴线均与动平台对应边相平行。取上正三角平台顶应用。其中三自由度并联机构以其驱动元件少、造价低、结构紧点及形心为坐标原点，建立固连坐标系0—y【Z(=l，2，3)与0一凑及工作空间大等优点得到越来越多学者的关注与研究。如XYZ，其中y方向指向定平台的形心0。在下正三角平台行心建1983年，文献『3提出的3-RPS型并联机构，由于它可实现一个移立的坐标系p-xyz，坐标轴各方向与Ol，z相同。当3个单开链动和两个转动而得以广泛的应用。文献提出的D

7、elta并联机器共同作用时，由文献目知，并联机构末端的运动等于组成该机构的人，实践应用表明其为最成功的三自由度并联机器人之一。迄今各个分支支链运动的交集，所以上平台运动应该是3个单开链各自为止，人们在三自由度并联机构的运动学研究领域取得了一定进所具有的运动的交集，3条支路具有相同的结构：SOC{-H．j-尺l展，如在位置正反解及工作空间求解和轨迹规划方面取得了一『0]Cir}，支路末端梅件的POC集为：：=f【r-ll／1[、f，第1个独立回些成果，但针对利用动平台运动反解进行轨迹规划及验证等方面12j

8、f]f¨的研

9、究还不够充分。以3-HRC并联机构为研究对象，对其运动学路的独立位移方程数为：(L,=dimtt(1lRju【t-(Il尺)JJ进行分析，建立运动学模型，并利用ADAMS虚拟样机技术进行验证。f23一HRC并联机构的结构3-HRC并联机器人机构，如图1所示。机构由上正三角平台AO。00(定平台边长为a)、下正三角平台AD。D2D(动平台边长为b