平面3-RRR柔性并聯(lián)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)器人是一類閉環(huán)結(jié)構(gòu)的機(jī)器人,具有運(yùn)動慣量小、精度高等優(yōu)點(diǎn),與串聯(lián)機(jī)器人在結(jié)構(gòu)和性能方面形成互補(bǔ),極大地擴(kuò)展了整個機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著機(jī)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(jī)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(jī)器人方面的研究就成為當(dāng)前機(jī)器人領(lǐng)域的前沿課題。 本文從實(shí)驗(yàn)研究的角度出發(fā),設(shè)計(jì)并搭建了一套平面3-RRR柔性并聯(lián)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),主要工作包括以下幾個方面： 1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)合平

2、面3-RRR并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)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(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,并給出了一組滿足實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)要求的柔性并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)參數(shù)。 2.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。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(jī)器人的實(shí)時控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了包括機(jī)器人回零限位、軌跡規(guī)劃與運(yùn)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(jì)方案也為系統(tǒng)的功能擴(kuò)展提供了可能

3、。 3.運(yùn)動學(xué)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)。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(jī)器人運(yùn)動學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時采集系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人動平臺運(yùn)動位姿的高精度測量,同時也為今后機(jī)器人的全閉環(huán)控制奠定了基礎(chǔ)。 4.實(shí)驗(yàn)研究。進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)標(biāo)定,并針對柔性連桿并聯(lián)機(jī)器人設(shè)計(jì)和進(jìn)行了高速、高加速軌跡實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與數(shù)值仿真結(jié)果對比驗(yàn)證,所開發(fā)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有良好的實(shí)時性和可靠性,可以為平面3-RRR柔性