2-DOF高速高精度平面并聯(lián)機器人研究.pdf

1、隨著機器人應用領域不斷拓展，對其行程、速度、加速度和精度提出了更高的要求。然而，機器人因受其構件的慣性及彈性變形、各關節(jié)的摩擦力以及傳動間隙的影響，其精度和響應頻率是有限的，如何進行有效的機器人結構設計，提高系統(tǒng)的響應速度與定位精度，實現(xiàn)高速（高加速）、高精度作業(yè)，是研制此類機器人要解決的關鍵問題。本文針對芯片封裝等領域?qū)Ω咚俑呔茸鳂I(yè)的實際需求，提出一種新型2-DOF高速高精度平面并聯(lián)機器人：采用高性能直線音圈電機，直接驅(qū)動含有平行四

2、邊形支鏈的并聯(lián)桿機構實現(xiàn)末端平臺的2-DOF平動。該方案降低了機械傳動誤差，減小了運動部件的質(zhì)量，提高了系統(tǒng)的剛度，易于實現(xiàn)高速、高加速和高精度的運動。 在運動學方面，首先通過機器人的基本構型建立運動學等式與速度等式；然后基于雅可比矩陣進行了運動靈巧度分析與奇異位形分析，得到了機器人的最佳機構構型；最后分析確定出機器人的靈巧工作空間，得到了正方形工作空間的最佳位置與配置方式。在動力學方面，建立機器人的拉格朗日動力學方程，基于動力

3、學方程分析了機器人的速度特性、加速度特性以及動態(tài)可操作性；并結合運動靈巧度與動態(tài)可操作性構造了高速度高精度機器人的綜合性能評價指標，據(jù)此對機器人進行尺度參數(shù)優(yōu)化綜合。在精度分析方面，分離了位置誤差與姿態(tài)誤差，簡化了機器人精度分析的復雜性；然后建立了誤差靈敏度評價函數(shù)，對影響機器人位姿誤差的幾何誤差源進行了靈敏度分析；最后采用蒙特卡羅法對不可補償?shù)淖藨B(tài)誤差進行了精度綜合研究。 最后，應用虛擬樣機技術對機器人進行三維建模、裝配、靜動