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一种空间移动并联机器人机构的设计与分析

张彦斌 赵浥夫 荆献领 陈子豪

张彦斌, 赵浥夫, 荆献领, 陈子豪. 一种空间移动并联机器人机构的设计与分析[J]. 机械科学与技术, 2018, 37(12): 1862-1869. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180095
引用本文: 张彦斌, 赵浥夫, 荆献领, 陈子豪. 一种空间移动并联机器人机构的设计与分析[J]. 机械科学与技术, 2018, 37(12): 1862-1869. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180095
Zhang Yanbin, Zhao Yifu, Jing Xianling, Chen Zihao. Design and Analysis of a Mechanism for Spatial Translational Parallel Robot[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2018, 37(12): 1862-1869. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180095
Citation: Zhang Yanbin, Zhao Yifu, Jing Xianling, Chen Zihao. Design and Analysis of a Mechanism for Spatial Translational Parallel Robot[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2018, 37(12): 1862-1869. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180095

一种空间移动并联机器人机构的设计与分析

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180095
基金项目: 

河南科技大学重大科技项目培育基金项目 2015XTD012

河南省高等学校重点科研项目基础研究计划项目 18A460001

国家自然科学基金项目 50905055

河南科技大学研究生创新基金项目 CXJJ-2016-ZR03

详细信息
    作者简介:

    张彦斌(1974-), 教授, 博士生导师, 研究方向为机构学与并联机器人理论, yanbin_zh@haust.edu.cn

  • 中图分类号: TH112;TP242

Design and Analysis of a Mechanism for Spatial Translational Parallel Robot

  • 摘要: 提出一种空间移动并联机器人机构,该机构由静平台、动平台和连接两平台的三条结构完全相同的CPR型分支运动链构成。基于螺旋理论对其动平台运动输出特性进行了分析,并利用全局雅可比矩阵研究了机构的主动输入选取和奇异性;根据不同的主动输入方式建立了机构的位置矢量方程,尤其是当采用圆柱副的线性位移作为主动输入时,机构动平台的输出运动与主动输入间呈一对一的线性映射控制关系,其速度雅可比矩阵为阶单位阵,因此该机构在整个工作空间内具有完全各向同性的特性;利用ADAMS和MATLAB软件对机构进行运动学仿真;最后,讨论了机构的工作空间。
  • 图  1  三自由度移动并联机器人机构的结构图

    图  2  位置分析示意图

    图  3  并联机构的三维虚拟样机模型

    图  4  虚拟样机仿真曲线

    图  5  数值仿真曲线

    图  6  并联机器人机构的工作空间

    图  7  并联机器人机构的工作空间OxyOzxOzy视图

  • [1] Kong X W, Gosselin C M. Type synthesis of input-output decoupled parallel manipulators[J]. Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering, 2004, 28(2A):185-196 doi: 10.1139/tcsme-2004-0014
    [2] Carbonari L, Battistelli M, Callegari M, et al. Dynamic modelling of a 3-CPU parallel robot via screw theory[J]. Mechanical Sciences, 2013, 4(1):185-197 doi: 10.5194/ms-4-185-2013
    [3] Gan D M, Dai J S, Dias J, et al. Joint force decomposition and variation in unified inverse dynamics analysis of a metamorphic parallel mechanism[J]. Meccanica, 2016, 51(7):1583-1593 doi: 10.1007/s11012-015-0216-y
    [4] De La Torre H, Rodriguez-Leal E. Instantaneous kinematics analysis via screw-theory of a novel 3-CRC parallel mechanism[J]. International Journal of Advanced Robotic Systems, 2016, 13(3):128 doi: 10.5772/63748
    [5] Rodriguez-Leal E, Dai J S, Pennock G R. A study of the instantaneous kinematics of the 5-RSP parallel mechanism using screw theory[M]//Dai J S, Zoppi M, Kong X W. Advances in Reconfigurable Mechanisms and Robots I. London: Springer, 2012: 355-369
    [6] 周昌春, 葛德俊.三自由度冗余驱动飞行模拟器设计及分析[J].机械科学与技术, 2017, 36(9):1458-1463 http://journals.nwpu.edu.cn/jxkxyjs/CN/abstract/abstract6826.shtml

    Zhou C C, Ge D J. Designing and analyzing kinematics of 3-DOF redundant-actuation flight simulator[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2017, 36(9):1458-1463(in Chinese) http://journals.nwpu.edu.cn/jxkxyjs/CN/abstract/abstract6826.shtml
    [7] Callegari M, Gabrielli A, Ruggiu M. Kineto-elasto-static synthesis of a 3-CRU spherical wrist for miniaturized assembly tasks[J]. Meccanica, 2008, 43(4):377-389 doi: 10.1007/s11012-007-9100-8
    [8] 常定勇, 方跃法.多输出3D打印并联机器人的设计分析与实验[J].机械科学与技术, 2017, 36(5):670-678 http://journals.nwpu.edu.cn/jxkxyjs/CN/abstract/abstract6700.shtml

    Chang D Y, Fang Y F. Design and experimental analysis of a multi-output 3D printing parallel robot[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2017, 36(5):670-678(in Chinese) http://journals.nwpu.edu.cn/jxkxyjs/CN/abstract/abstract6700.shtml
    [9] 朱伟, 马履中, 吴伟光, 等.基于三平移并联机构的三维减振平台建模与仿真[J].农业机械学报, 2008, 39(1):142-146 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/nyjxxb200801035

    Zhu W, Ma L Z, Wu W G, et al. Modeling and simulation analysis on multi-dimensional damping platform base on three-translation parallel mechanism[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2008, 39(1):142-146(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/nyjxxb200801035
    [10] 冯李航, 张为公, 龚宗洋, 等.Delta系列并联机器人研究进展与现状[J].机器人, 2014, 36(3):375-384 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jqr201403018

    Feng L H, Zhang G W, Gong Z Y, et al. Developments of Delta-like parallel manipulators-a review[J]. Robot, 2014, 36(3):375-384(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jqr201403018
    [11] Kong X W, Gosselin C M. Type synthesis of linear translational parallel manipulators[M]//Lenarčič J, Thomas F. Advances in Robot Kinematics: Theory and Applications. Dordrecht: Springer, 2002.453-462
    [12] Zhang Y B, Liu H Z, Wu X. Kinematics analysis of a novel parallel manipulator[J]. Mechanism and Machine Theory, 2009, 44(9):1648-1657 doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2009.01.006
    [13] Kong X W, Gosselin C M. Kinematics and singularity analysis of a novel type of 3-CRR 3-DOF translational parallel manipulator[J]. The International Journal of Robotics Research, 2002, 21(9):791-798 doi: 10.1177/02783649020210090501
    [14] 张彦斌, 张树乾, 吴鑫.3-CRPa移动并联机构运动学分析与仿真[J].农业机械学报, 2012, 43(7):200-205 doi: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.07.037

    Zhang Y B, Zhang S Q, Wu X. Kinematic analysis and simulation of 3-CRPa translational parallel mechanism[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2012, 43(7):200-205(in Chinese) doi: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.07.037
    [15] 曹浩峰, 曹毅, 秦友蕾, 等.新型完全各向同性3T并联机构及其特性分析[J].中国机械工程, 2016, 27(10):1377-1381, 1403 doi: 10.3969/j.issn.1004-132X.2016.10.016

    Cao H F, Cao Y, Qin Y L, et al. Analysis of a novel fully-isotropy 3T parallel mechanism[J]. China Mechanical Engineering, 2016, 27(10):1377-1381, 1403(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1004-132X.2016.10.016
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  • 收稿日期:  2017-11-13
  • 刊出日期:  2018-12-05

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