并联机械手运动学分析及仿真.pdf

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1、第6期机械设计与制造2013年6月MachineryDesign&Manufacture155并联机械手运动学分析及仿真王殿君，冯玉倩，高锦宏，刘占民，王伟(1．北京石油化工学院机械工程学院，北京102617；2．北京化工大学机电工程学院，北京100029)摘要：提出适合于焊接工作的6-PTS并联机械手，针对该并联机械手的性能、运动学、工作空间等问题进行了较为深入和系统的分析。基于Matlab软件对该机械手进行速度、加速度正逆解运动学分析与仿真，确定运动平台的工作空间并进行仿真。根据仿真结果分析机械手各个关节的运动状态，得到所需的理论数据，并分析该机构主要参数对工作空间的影响。最后进

2、行了腊模枷工方式模拟焊枪运动实验。实验结果表明：该机械手运动平台灵活空间较大，可以满足焊接需求。关键词：并联机械手；运动学；工作空间中图分类号：TH16；TP242．6文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)06—0155—03ParallelRobotMechanismandControlSystemDesignWANGDian-jun，FENGYu-qian，GAOJin-hong，LIUZhan-min’WANGWei(1．MechanicalEngineeringAcademy，BeijingInstituteofPetro-ChemicalTechnology

3、，Beijing102617，China；2．MechanicalandElectricalEngineeringAcademy，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China)Abstract：6-FI'SparallelmanipulatorWaSputfonvard，whichsuitablefortheweldingwork．Therobotpe矿。，7黜e，kinematics，workspacein-depthandsystemwareanalyzed．Themanipulatorkinematicsof

4、forwardandinversesolutiononvelocityandaccelerationwereanalyzedandsimulatedbasedonMatlabsoftware，andtheworkspaceofthemovingplatformWasdeterminedandsimulated．Theeachjointmotionofmanipulatorwereanalyzedaccordingtothesimulationresults，andthetheorydatawereobtained．TheworkspaceinfluenceWasanalyzedont

5、hemainparameters．FinallytheexperimentofWOXmoldprocessingmodeWaspresentedtosimulatetheweldingtorchmovement．ThetestsresultsshowthattheflexibleworkspaceofthemanipulatorplatformarebigwhichCanmeettherequirementsofwelding．KeyWords：ParallelManipulator；Kinematics；Workspace种不同类型的机构，现有公开的并联机构有80多种。在大量的基上

6、J旨础上结合本课题实际内容提出以下几种方案：3s(虎克铰一移在高速自动化焊接领域中，焊接系统需要对焊枪进行高精动副一球铰)，3一TPr(虎克铰一移动副一球铰)，在工业中，三杆并联度的点位控制，以完成焊枪定位、姿态调整等操作；而高速并联机机构(Tripod)和六杆并联机构(Hexapod)应用最为广泛，Delta机械手作为一种新型的机械手，具有刚度大、负载能力大等优点，使构和Trieept机构是典型的三杆并联机构，Stewart平台是典型的得高速并联机械手在自动焊接领域中具有广泛应用前景。六杆并联机构。考虑到在进行焊接时焊接工艺的要求，综合考虑根据焊接运动要求设计了6-FI~3并联机械

7、手，对该并联机以上各个构型，决定选用6-PTS型并联机构，因为6-PTS机构可构的自由度、机构性能、运动学特性、工作空间特点以及在仿真软以实现三个方向的平动和沿三个轴线的转动，具有6个自由度，件下对构型特点和运动学性能做了深入分析；选用Linux操作系并且该机构的运动构件的质量小，运动灵活。统，采用了IPC+PMAC的开放式数控体系，构建了控制系统；最2．2并联机械手机械结构设计后采用腊模加工方式模拟焊枪运动进行了加工实验[1-21。2并联机械手机械结构方