并联式装卸机器人结构设计(2)
时间:2017-04-28 12:59 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
并联构型装备已成为制造业目前的研究热点之一。与串联构型相比, 并联构型具有刚度好、精度高、高速和高加速度等特点, 众多研究机构和制造企业都看好其在制造领域的应用前景。目前多种并联构型装备已经被设计和开发出来, 应用的领域涉及机床、机器人、定位装置、娱乐、医疗卫生等。研究人员正试图开发出在速度、刚度、精度和费用等方面更优的并联构型装备, 以便在与传统制造装备的竞争中占据更有利的地位。 并联式机器人起源于并联机构，并联机构英文名为Parallel Mechanism,简称PM,可以定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构至少具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构，与串联式结构相比，并联式结构其优缺点如下： 1.不易有精度误差，精度较高 2.运动惯性小 3.机器刚性高，结构稳定 4.在位置求解上，串联式正解容易，反解困难，而并联式正解困难，反解容易 空间位置较小 并联式机构的优点可以改善串联式传统机器人很难突破的根本限制，例如机架及运动轴重量太大导致结构弯曲变形，并联式可避免串联式所造成的驱动轴累计误差，同时几何误差还能有平均化得效果。并联式机构因为结构稳定.精度高等优点，有很大潜力可以克服前述困难，提供下一代机器人所需的运动机构。 1.2 国内外发展1.3 发展趋势 1.4 并联式装卸机器人的特点 早在1965年，德国人Stewart就发明了优尔自由度并联结构平台，并作为飞行模拟器用于训练飞行员。从此开始，Stewart平台成为了并联机器人结构的经典研究对象，很多科学家致力于并联机构的研究。1978年澳大利亚著名机构学教授Hunt提出了将并联机构用于机器人手臂的构想。 并联机器人可定义为：上下平台用2个或者2各以上分支相连，机构具有2各或2个以上的自由度，并以并联方式驱动的机构称为并联机器人机构。其机构本质上是由多个运动链的一端同时与一个具有多个自由度的末端操作器相连接而构成的空间并联机构（Spatial Parallel Mechanism ，SPM）。它具有刚度大、承载能力强、末端惯量小、驱动器误差不积累、运动精度高、力/力矩重力比大、动力性能好等优点，在很多场合得到了广泛的应用。由于机器人在线实时计算是要计算反解的，这对串联式十分不利，而并联式却容易实现。 并联式机器人的出现比传统的串联型机器人晚了30年，但是由于在应用上它与串联机器人构成了互补关系，扩大了机器人技术的应用领域，同时由于空间并联机构与串联机构相比在运动分析和动力学分析方面要复杂得多，其研究成果对于推到机器人技术和机构学理论的发张起到了很大的推动作用，因此并联机器人理论和应用的研究得到了日渐广泛的关注，已成为机器人研究领域的重要组成部分。 从运动学形式来看，并联机构可分为平面机构和空间机构，细分可分为平面移动机构、平面移动转动机构、空间纯转动机构、空间纯转动机构和空间混合运动机构， 2 并联式装卸机器人的设计方案选择 2.1并联式装卸机器人的设计要求 生产制造自动化是现代制造装备技术中的重要部分。自动生产线实验单元是生产制造自动化实验系统中的一个主要部件，它是由加工单元、输送单元、装卸机器人单元、机器视觉单元等部件组成，在系统计算机的控制下，可以实现小型零件的自动生产过程等功能，是实现生产制造自动化技术演示的一个实验设备。并联式装卸机器人是其中的一个装卸实验零件单元。课题主要设计内容： 根据生产制造自动化实验系统装卸单元所需的功能、实验流程，完成并联式装卸机器人结构设计任务。 (责任编辑：qin) |