平面3-RRR柔性并聯(lián)機器人實驗系統(tǒng)的開發(fā)及實驗研究.pdf

1、并聯(lián)機器人是一類閉環(huán)結(jié)構(gòu)的機器人,具有運動慣量小、精度高等優(yōu)點,與串聯(lián)機器人在結(jié)構(gòu)和性能方面形成互補,極大地擴展了整個機器人的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著機器人高速化和輕型化的發(fā)展要求,各構(gòu)件彈性變形給并聯(lián)機器人整體性能帶來的影響已經(jīng)不容忽略,因此開展柔性并聯(lián)機器人方面的研究就成為當前機器人領(lǐng)域的前沿課題。 本文從實驗研究的角度出發(fā),設(shè)計并搭建了一套平面3-RRR柔性并聯(lián)機器人實驗系統(tǒng),主要工作包括以下幾個方面： 1.結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)合平

2、面3-RRR并聯(lián)機器人的運動學和動力學逆解模型,提出了一種兼顧工作空間和最大輸出加速度的并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,并給出了一組滿足實驗系統(tǒng)開發(fā)要求的柔性并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)參數(shù)。 2.控制系統(tǒng)設(shè)計。以"IPC+PMAC"為硬件結(jié)構(gòu)核心,以"RTLinux"為軟件開發(fā)平臺,建立了平面3-RRR柔性并聯(lián)機器人的實時控制系統(tǒng),實現(xiàn)了包括機器人回零限位、軌跡規(guī)劃與運動控制、硬件狀態(tài)監(jiān)測等主要功能,同時開放性的設(shè)計方案也為系統(tǒng)的功能擴展提供了可能

3、。 3.運動學數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計。在控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,建立了以線尺傳感器為采集單元的平面3-RRR柔性并聯(lián)機器人運動學數(shù)據(jù)實時采集系統(tǒng),實現(xiàn)了機器人動平臺運動位姿的高精度測量,同時也為今后機器人的全閉環(huán)控制奠定了基礎(chǔ)。 4.實驗研究。進行了實驗系統(tǒng)的運動學標定,并針對柔性連桿并聯(lián)機器人設(shè)計和進行了高速、高加速軌跡實驗。通過實驗數(shù)據(jù)分析與數(shù)值仿真結(jié)果對比驗證,所開發(fā)的實驗系統(tǒng)具有良好的實時性和可靠性,可以為平面3-RRR柔性