delta并联机器人.ppt

2017/12/18
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并联机器人
——仿生机器人学课程专题报告
姓名:吴@@
班级:13级机硕1班
学号:2111301003
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内容安排:
1、并联机构与并联机器人简介
2、delta并联机构分析
4、关于delta并联机器人的思考
3、delta并联机器人综合应用
、分拣作业:delta机器人+视觉
、delta机器人其他应用形式
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1 并联机构与并联机器人
机器人技术的发展和应用极大地改变了人们的生产生活方式,不仅能帮助人们完成单调重复的工作,而且能在危险恶劣的环境下完成复杂的操作。然而,随着工作要求的不断提高,传统的串联机器人往往存在运动惯量大、刚度低、误差累积等缺点。并联机器人的出现则刚好弥补了这些不足。
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并联机器人组成:固定基座*1、末端执行器*1、独立运动链*n(n>=2)。
机器人=机构+驱控系统+其他附件
仅分析结构特性时:
与传统的串联机构相比,并联机构的零部件数量少(主要有滚珠丝杠、伸缩杆件、滑块构件、虎克铰、球铰、伺服电机等),因而其制造和库存备件成本相对要低,容易组装和模块化。
并联机构组成
并联机构
并联机器人
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优点:
(1)刚度质量比大。因采用并联闭环杆系,杆系理论上只承受拉、压载荷,是典型的二力杆,并且多杆受力,使得传动机构具有很高的承载强度。
(2)动态性能优越。运动部件质量轻,惯性低,可有效改善伺服控制器的动态性能,使动平台获得很高的速度与加速度,适于高速作业。
(3)运动精度高。并联机构不仅没有串联机构中存在的误差累积,而且各条运动链的误差在末端可以有一个相互抵消的平均化效果。
(4)结构紧凑灵活性强。通过运动耦合,可以实现末端复杂的运动轨迹,尤其当应用于机床行业时,容易实现多轴联动,加工复杂曲面。
(5)使用寿命长。由于受力结构合理,运动部件磨损小。
缺点:
(1)工作空间较小;
(2)开发难度大(结构复杂,运动耦合复杂,奇异位形多)。
并联机构特点
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空间并联机构的复杂性示例
1dof
0dof
平面五杆机构
(双链并联机构)
平面机构自由度计算公式: F=3n-2pl-ph
式中 n为活动杆件数(不算机架)
pl为平面低副数(即只有一个自由度的运动副)
ph为平面高副数
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1931年,格威内特(t)基于球面并联机构的娱乐装置。
1938年,Pollard发明并联机构用于汽车喷涂。
1948年,Gough发明并联机构用于轮胎检测。
……
1965年 Stewart在他的一篇文章提出了一种6自由度的并联机构,即著名的Stewart机构。(后来被应用到机床、海上矿井平台、飞行模拟等多领域)
t的娱乐装置(5D电影)
1965年Stewart机构
并联机构发展简史
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1979年,Mccallino等人首次设计出了在小型计算机控制下,在精密装配中完成校准任务的并联机器人,从而真正拉开了并联机器人研究的序幕。
1985年,法国克拉维尔(Clavel)教授设计出delta并联机构,经过不断修改完善,成功应用于医疗、工业,实现商业化。于1990年前后在各国申请专利。
在此之后,并联机器人逐渐成为研究热点,越来越多的并联机构被提出,但真正能应用于生产实际的并不多。
delta被称为“最成功的并联机器人设计”,由于专利保护,限制了其推广。专利到期后各企业争相生产,成为热门机型。
delta并联机构
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构件:静平台,动平台,均布的3根主动臂,3组从动臂(每组包括2根平行杆)。
联接件:3个转动副,12个虎克饺(十字万向节)
2、delta并联机构分析
十字万向节
结构组成
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而实际生产中出于美观或其他工作条件的需求,常用球铰代替虎克铰。两端各增加一个拉紧弹簧,有助于保持同组从动杆平行,但也有些样机没有增加弹簧组件。