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并聯(lián)機(jī)器人按并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)分類

時間:2022-07-08 14:15:57來源:中國傳動網(wǎng)

導(dǎo)語:?從運(yùn)動形式來看,并聯(lián)機(jī)器人可分為平面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu);細(xì)分可分為平面移動機(jī)構(gòu)、平面移動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、空間純移動機(jī)構(gòu)、空間純轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)和空間混合運(yùn)動機(jī)構(gòu)。

  從運(yùn)動形式來看,并聯(lián)機(jī)器人可分為平面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu);細(xì)分可分為平面移動機(jī)構(gòu)、平面移動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、空間純移動機(jī)構(gòu)、空間純轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)和空間混合運(yùn)動機(jī)構(gòu),另可按并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)分類:

  (1)、2 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

  2 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),如5-R、3-R-2-P(R 表示轉(zhuǎn)動副,P 表示移動副)平面5桿機(jī)構(gòu)是最典型的2自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),這類機(jī)構(gòu)一般具有2 個移動運(yùn)動。

  (2)、3 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

  3 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)各類較多,形式較復(fù)雜,一般有以下形式:平面3自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),如3-RRR 機(jī)構(gòu)、3-RPR 機(jī)構(gòu),它們具有2個移動和一個轉(zhuǎn)動;球面3自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),如3-RRR 球面機(jī)構(gòu)、3-UPS-1-S 球面機(jī)構(gòu),3-RRR 球面機(jī)構(gòu)所有運(yùn)動副的軸線匯交空間一點(diǎn),這點(diǎn)稱為機(jī)構(gòu)的中心,而3-UPS-1-S 球面機(jī)構(gòu)則以S的中心點(diǎn)為機(jī)構(gòu)的中心,機(jī)構(gòu)上的所有點(diǎn)的運(yùn)動都是繞該點(diǎn)的轉(zhuǎn)動運(yùn)動;

  3 維純移動機(jī)構(gòu),如Star Like 并聯(lián)機(jī)構(gòu)、Tsai 并聯(lián)機(jī)構(gòu)和DELTA 機(jī)構(gòu),該類機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)正反解都很簡單,是一種應(yīng)用很廣泛的3維移動空間機(jī)構(gòu);空間3自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),如典型的3-RPS 機(jī)構(gòu),這類機(jī)構(gòu)屬于欠秩機(jī)構(gòu),在工作空間內(nèi)不同的點(diǎn)其運(yùn)動形式不同是其最顯著的特點(diǎn),由于這種特殊的運(yùn)動特性,阻礙了該類機(jī)構(gòu)在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用;還有一類是增加輔助桿件和運(yùn)動副的空間機(jī)構(gòu),如德國漢諾威大學(xué)研制的并聯(lián)機(jī)床采用的3-UPS-1-PU 球坐標(biāo)式3 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),由于輔助桿件和運(yùn)動副的制約,使得該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動平臺具有1 個移動和2 個轉(zhuǎn)動的運(yùn)動(也可以說是3個移動運(yùn)動)。

  (3)、4 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

  4 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)大多不是完全并聯(lián)機(jī)構(gòu),如2-UPS-1-RRRR 機(jī)構(gòu),運(yùn)動平臺通過3 個支鏈與定平臺相連,有2個運(yùn)動鏈?zhǔn)窍嗤?,各具? 個虎克鉸U ,1 個移動副P ,其中P 和1 個R 是驅(qū)動副,因此這種機(jī)構(gòu)不是完全并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

  (4)、5 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

  現(xiàn)有的5 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,如韓國Lee的5自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有雙層結(jié)構(gòu)(2 個并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)合)。

  (5)、6 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

  6 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)是并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)中的一大類,是國內(nèi)外學(xué)者研究得最多的并聯(lián)機(jī)構(gòu),廣泛應(yīng)用在飛行模擬器、6維力與力矩傳感器和并聯(lián)機(jī)床等領(lǐng)域。但這類機(jī)構(gòu)有很多關(guān)鍵性技術(shù)沒有或沒有完全得到解決,比如其運(yùn)動學(xué)正解、動力學(xué)模型的建立以及并聯(lián)機(jī)床的精度標(biāo)定等。從完全并聯(lián)的角度出發(fā),這類機(jī)構(gòu)必須具有6個運(yùn)動鏈。但現(xiàn)有的并聯(lián)機(jī)構(gòu)中,也有擁有3 個運(yùn)動鏈的6 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),如3-PRPS 和3-URS 等機(jī)構(gòu),還有在3 個分支的每個分支上附加1個5桿機(jī)構(gòu)作這驅(qū)動機(jī)構(gòu)的6自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)等。

標(biāo)簽: 并聯(lián)機(jī)器人

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