Delta并联机构工作空间解析及尺度综合

Tsai氏并联机构工作空间解析及尺度综合陈桂兰;曹毅;王强【摘要】以Tsai氏异型DELTA并联机构为研究对象，利用螺旋理论进行自由度分析，简化机构并以无量纲参数对其进行运动学分析、空间解析及尺度综合。

利用曲面包络理论求得机构可达工作空间，导出最大内切球优化空间位置与无量纲参数的约束关系。

以雅可比矩阵各列单位化所构成新矩阵乘其转置的行列式作为机构操作性能的衡量指标进行尺度综合，最后得到使机构操作性能最优的无量纲尺度参数。

%The spiral theory is used to do the DOF analysis, simplifying organization, dimensionless parameter kinematic analysis, workspace resolution and dimensional synthesis of Tsai al otype DELTA paral el mechanism. The reachable workspace is obtained based on the curve envelope theory. The constraint relationship between the maximal spherical workspace and the dimensionless pa-rameter is obtained. This paper takes the spheroid as the design space and the determinant of the normalized Jacobian matrix post-multiplied and transposed as the mechanism performance index for the dimensional synthesis, and then the optimal dimensions for the Tsai al otype paral el mechanism are obtained.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】5页(P8-12)【关键词】并联机构;无量纲参数;工作空间;尺度综合【作者】陈桂兰;曹毅;王强【作者单位】江南大学机械工程学院江苏无锡214122;江南大学机械工程学院江苏无锡214122; 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240;江南大学机械工程学院江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TH112相对于传统的串联机构，并联机构在承载能力、刚度、精度和响应速度等方面具有一定的优势[1-2]，但并联机构受到运动副约束、支链干涉、奇异位形、位姿耦合等因素的影响，存在工作空间小的缺点。

零件的设计与选型1 定平台的设计定平台又称基座，在结构中属于固定的，具体的参数见图一，厚度20cm。

定平台的等效圆半径为210mm。

材料选用铸铁，铸造加工，开口处磨削加工保证精度。

最后进行打孔的工艺。

图一定平台设计图具体参数为长* 厚* 宽：880mm*10mm*20mm。

孔的参数为φ10*10mm。

材料用铝合金，设计为杆式，质量小，经济，同时也满足载荷条件。

图二驱动杆的设计图3 从动杆的设计具体参数为长* 宽* 高：620*20*10mm。

孔参数为φ10*10mm。

材料选用铝合金。

图三从动杆的设计图参数如下图，考虑到重量因素，采用铝合金，切削加工。

动平台的等效圆半径为50mm，分布角为21.5°。

图四动平台的设计图5 链接销的设计45号钢，为主动杆和定平台的连接销：φ9*66mm。

6 球铰链的选型目前，大多数的Delta机构的主动杆与从动杆的链接方式为球铰链的链接。

球型连接铰链是用于自动控制中的执行器与调节机构的连接附件。

它采用了球型轴承结构具有控制灵活、准确、扭转角度大的优点，由于该铰链安装、调整方便、安全可靠。

所以，它广泛地应用在电力、石油化工、冶金、矿山、轻纺等工业的自动控制系统中。

球铰链由于选用了球型轴承结构，能灵活的承受来自各异面的压力。

本文选用球铰链设计，是主要因为球铰链的可控性，以及结构简单，易于装配。

且有很好的可维护性。

本文选用了伯纳德的SD 系列球铰链，相对运动角为60°。

7 垫圈的选型此处我们选用标准件。

GB/T 97.1 10‐140HV ，10.5*1.6mm。

8 电机的选型本设计的Delta 机器人，主要面向工业中轻载的场合，比如封装饼干等。

因此，以下做电动机的选型处理。

由于需要对角度的精确控制，因此决定选用伺服电机。

交流伺服电机有以下特点：启动转矩大，运行范围广，无自转现象，正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转，这也是Delta 机构需要的。

2007年1月农业机械学报第38卷第1期Delta 型并联运动激光切割机床的工作空间分析王　霄　韩亚锋　林跃强　刘会霞　高传玉 【摘要】　提出了一种基于Delt a 并联机构的新型激光切割机床。

建立了三自由度D elta 并联机构的反解方程和工作空间求解模型,分析了各支链子工作空间的几何形状及其内部出现空洞的条件,从而将工作空间解析归结为可达工作空间外部边界与内部空洞边界求解。

采用几何分析与数值迭代相结合的方法,探索了工作空间每一区域的边界,得到了机构工作空间的完整描述。

整个求解过程直观、简明,计算速度快。

关键词:激光切割机床　Delt a 并联机构　工作空间中图分类号:T G 485;T P242文献标识码:AWorkspace Analysis of a Laser Cutting Machine ToolBased on Delta Parallel StructureWang Xiao Han Yafeng Lin Yueqiang Liu Huix ia Gao Chuanyu(J iangsu University )AbstractA new laser cutting m anipulator based o n Delta parallel robot is proposed.Inv erse equations and even the inverse kinematics model of the three -deg ree -o f -freedom Delta parallel structure areestablished .T he geom etric shape of each subchain's w orkspace is analyzed and how the interior hole is fo rmed are discussed in the test,so the pr oblem of wo rkspace depends o n the solution of outside boundary and interior hole boundary of w ing the com bined m ethod betw een geom etric algo rithm and numerical iter ative algorithm ,the geom etric contour of each subchain's w orkspace is taken into account and the boundar y co nditions o f all the w or kspace r eg io n are discussed thoroughly.T hr oug h abo ve analy sis,the whole solution pr ocess is intuitio nistic and co ncise ,and the calculatio n speed is ev en faster .Key words Laser cutting m anipulator ,Delta parallel structure ,Workspace收稿日期:2005-09-02王　霄　江苏大学机械工程学院　副教授,212013　镇江市韩亚锋　江苏大学机械工程学院　硕士生林跃强　江苏大学机械工程学院　硕士生刘会霞　江苏大学机械工程学院　教授高传玉　江苏大学机械工程学院　教授 引言并联机床又称为虚拟轴机床,是一种基于并联机构原理并结合现代机器人技术和机床技术而产生的一种新型数控机床。

并联机构工作空间方法的分析引入并联机构的定义以及其具有的优点。

相对串联机构，并联机构刚性好，具有高的稳定性;惯性较小、动态响应好、累积误差小等特点成为学者的研究热点。

并联机构的工作空间是机构性能的重要指标。

文中总结并联机构工作空间求解的方法以及各种方法的特点及区别，为并联机构的应用和研究提供理论意义和实用价值。

标签：并联机构;工作空间;求解方法并联机构是机械、电子及计算机控制相结合的产物，是机器人学的一个重要分支。

并联机构的定义：由2个或2个以上的独立运动链连接动平台和静平台，通过并联方式驱动的闭环系统。

与串联机构相比，并联机构具有的优点：闭环支链结构刚度大，稳定性较好;运动惯性小、动态响应快、累积误差小、精度较高等;其中对于完全对称的并联机构具有较好的各向同性，可以避开机构的奇异点等，使得并联机构得到广泛的应用及发展[1]。

最早并联机构由学者Stewart提出的6自由度Stewart平台机构，该机构具有输出精度高，承载能力强以及易于控制，将其应用在飞行三维空间模拟器中。

由学者Fichter和Sugimoto将此平台用于操作器和力矩传感器。

并联机构中包含一类自由度小于6称少自由度并联机构，为并联机构中的重要分支[2]。

相对于6自由度并联机构，少自由度并联机构具有结构简单、造价低，易于控制优点。

Hunt提出一种3自由度并联平台机构，该并联机构动平台末端输出为2个转动自由度和1个移动自由度。

Gosselin提出了平面和球面3自由度机器人。

黄真和赵铁石综合出一种4-URU对称4自由度并联机构，可以实现3个移动自由度和1个转动自由度。

少自由度并联机构适合应用在模块化可重组制造系统中。

可用来构造串、并联机构、微动机构特殊用途机器人，从而进一步促进并联机构的实用性。

1 并联机构工作空间的定义及分类并联机构的工作空间定义[3]为：当给并联机构的驱动构件输入驱动时，动平台输出末端的参考点的所有运动区域，也即为此并联机构的工作空间。

并联机构工作空间方法的分析并联机构是指由若干个运动副构成的平行结构，其中多个副同时对同一运动变量进行控制。

不同于串联机构，其运动自由度数目可以大于其中每个运动副的自由度数目之和。

并联机构不仅具有高刚度、高精度、高载荷能力等优势，还能够提供更大的工作空间并实现高精度运动和控制。

工作空间是指机构能够执行运动的位置和方向的组合。

在分析并联机构的工作空间时，应先确定其基本运动副及其限制条件，然后对每个基本运动副进行建模，最后求解并联机构的整体工作空间。

在基本运动副建模方面，目前主要有基于Minkowski（闵可夫斯基）和基于代数运算等两种方法。

基于Minkowski方法是将运动副看做一些联立的凸多面体，通过求解这些多面体的Minkowski和来得到机构的工作空间边界。

该方法的优势在于其高精度且应用范围广泛；缺点则是其计算复杂度较高，对于大型机构而言时间较长。

基于代数运算的方法则是基于运动副的运动学关系以及代数方程求解的原理，其优势是可以有效解决复杂机构的计算问题，但其缺点是对于数学求解能力要求较高。

在整体工作空间求解方面，可使用约束优化方法、遗传算法、神经网络等较为常见的算法。

其中，约束优化方法是一种以优化函数为目标，通过求解约束条件的方法得到最优解的算法。

而遗传算法和神经网络则是通过模拟自然界进化和人类神经网络的工作原理来求解并联机构的工作空间。

需要注意的是，由于并联机构存在多个运动副同时控制同一运动变量的情况，因此运动副之间的干涉问题需要得到充分的考虑。

在机构设计过程中，需要进行多次优化以及演示分析，以保证机构的工作稳定性和灵活性。

综上所述，分析并联机构的工作空间是一个十分重要而复杂的问题。

该问题需要考虑机构的设计、运动干涉等复杂因素，需要运用数学、计算机技术等多种专业知识和技能来解决。

近年来，随着机器人等高精度机电一体化系统的不断发展和应用，对并联机构工作空间分析的研究也将越来越深入和广泛。

并联机构工作空间方法的分析
并联机构是一种常见的工程机械结构，它通过多个并联的连杆或轴来实现机械传动和工作空间的控制。

在工程设计和机械运动控制领域，对并联机构工作空间的方法分析是非常重要的，因为它能够帮助工程师和设计师了解并联机构的运动特性，优化机构结构和控制系统。

一般来说，对并联机构工作空间的方法分析主要包括以下几个方面：工作空间的定义和表示方法、工作空间的几何特性分析、工作空间的优化设计和控制策略的研究。

以下将对这几个方面进行详细分析。

工作空间的定义和表示方法是对并联机构工作空间方法分析的基础。

工作空间通常可用数学方法来描述，它是机构在给定位置和姿态下能够达到的所有可能的位姿和方向的集合。

常用的方法有基于欧拉角、四元数和转动矩阵的表示方法，这些方法能够有效地描述机构的位姿和方向，并为后续的工作空间分析提供基础。

工作空间的几何特性分析是对并联机构工作空间方法分析的重要内容。

在这一方面，通常需要进行机构运动学分析和几何建模，通过求解机构的运动学方程和几何限制条件，得到机构的工作空间和其几何特性，如面积、体积、最大位移等。

这些几何特性能够为机构设计和控制提供重要的参考依据，使工程师和设计师能够更好地理解并联机构的工作特性。

工作空间的控制策略的研究是对并联机构工作空间方法分析的重要内容之一。

在实际应用中，机构的工作空间通常需要通过控制系统来实现，因此需要研究机构的控制策略和方法。

这包括对机构运动学和动力学的建模和仿真，对机构运动轨迹和工作空间的路径规划和控制，以及对机构的传感器和执行器的集成和控制算法的设计等内容。

这些研究能够帮助工程师和设计师更好地实现对并联机构工作空间的控制和优化。

并联机构工作空间方法的分析并联机构是指由多个平行连接的机构成为一个整体的机构，并且各个机构的端部都连接在一个移动平台上。

由于并联机构的结构特点和运动特性，使其在实际应用中具有广泛的应用前景。

并联机构的工作空间分析是指研究机构在各个自由度上能够达到的位置的空间范围，通过对工作空间的分析可以发现机构的最优设计方案，也可以作为机构控制算法的基础。

本文通过解析并联机构运动学进行点的追踪和空间区域的计算，具体阐述了并联机构工作空间的方法分析。

1. 并联机构的运动学并联机构是一个复杂的系统，机构中的每个部件都是由一些特定的活动单元构成，并且这些活动单元之间通过连接装置连接在一起。

因此，机构的运动学可以通过各个活动单元的运动来描述。

并联机构的运动学方程可以表示为：F_1(x_1, y_1, z_1) + F_2(x_2, y_2, z_2) + ... + F_n(x_n, y_n, z_n) = 0其中，F_i 表示第 i 个活动单元的旋转和转移运动，(x_i, y_i, z_i) 表示第 i 个活动单元的位移向量。

并联机构的运动学分析需要通过运动学基本参数的计算和方程的求解来完成。

由于并联机构的结构复杂，运动学分析过程中需要使用较为复杂的数学方法，如向量代数、矩阵运算等。

通过运动学分析可以得到并联机构各个自由度的移动范围，进而分析机构的工作空间。

并联机构的工作空间计算方法可以分为两大类，一是几何法，二是向量法。

(1) 几何法几何法是通过几何分析来计算并联机构的工作空间。

将机构各个部件的长度、角度、形状等几何参数代入相应的几何模型中，运用几何关系计算出机构在各自由度上的工作空间。

几何法的优点是计算简单，直接，易于应用。

但是，几何法受制于机构结构和形状的限制，难以解决复杂机构的工作空间分析问题。

另外，对于活动单元的未知参数难以求出，也是几何法的局限之一。

(2) 向量法向量法是指利用向量运算来计算并联机构的工作空间。

D e l t a并联机器人的机构设计1零件的设计与选型1 定平台的设计定平台又称基座，在结构中属于固定的，具体的参数见图一，厚度 20cm。

定平台的等效圆半径为 210mm。

材料选用铸铁，铸造加工，开口处磨削加工保证精度。

最后进行打孔的工艺。

图一定平台设计图2 驱动杆的设计具体参数为长* 厚* 宽：880mm*10mm*20mm。

孔的参数为φ 10*10mm。

材料用铝合金，设计为杆式，质量小，经济，同时也满足载荷条件。

图二驱动杆的设计图3 从动杆的设计具体参数为长* 宽* 高：620*20*10mm。

孔参数为φ 10*10mm。

材料选用铝合金。

图三从动杆的设计图4 动平台的设计参数如下图，考虑到重量因素，采用铝合金，切削加工。

动平台的等效圆半径为 50mm，分布角为21.5°。

图四动平台的设计图5 链接销的设计45号钢，为主动杆和定平台的连接销：φ 9*66mm。

6 球铰链的选型目前，大多数的Delta机构的主动杆与从动杆的链接方式为球铰链的链接。

球型连接铰链是用于自动控制中的执行器与调节机构的连接附件。

它采用了球型轴承结构具有控制灵活、准确、扭转角度大的优点，由于该铰链安装、调整方便、安全可靠。

所以，它广泛地应用在电力、石油化工、冶金、矿山、轻纺等工业的自动控制系统中。

球铰链由于选用了球型轴承结构，能灵活的承受来自各异面的压力。

本文选用球铰链设计，是主要因为球铰链的可控性，以及结构简单，易于装配。

且有很好的可维护性。

本文选用了伯纳德的 SD 系列球铰链，相对运动角为60°。

7 垫圈的选型此处我们选用标准件。

GB/T 97.1 10‐140HV ，10.5*1.6mm。

8 电机的选型本设计的 Delta 机器人，主要面向工业中轻载的场合，比如封装饼干等。

因此，以下做电动机的选型处理。

由于需要对角度的精确控制，因此决定选用伺服电机。

交流伺服电机有以下特点：启动转矩大，运行范围广，无自转现象，正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转，这也是 Delta 机构需要的。

并联机构工作空间方法的分析【摘要】本文主要介绍了并联机构工作空间方法，包括其基本概念、数学建模、优势和局限性、应用领域以及发展趋势。

通过对并联机构工作空间方法的深入分析，揭示了该方法在机器人领域中的重要性，并展望了未来的发展方向。

文章指出并联机构工作空间方法在提高机器人精度、灵活性和速度方面的潜力，同时也提出了未来可能的研究方向，为该领域的进一步发展提供了有益的参考。

通过该研究，可以更好地了解并利用并联机构工作空间方法，推动机器人技术的发展，为未来的智能制造和自动化领域带来更多的可能性。

【关键词】并联机构、工作空间方法、背景、意义、目的、基本概念、数学建模、优势、局限性、应用领域、发展趋势、重要性、未来展望、研究方向。

1. 引言1.1 介绍并联机构工作空间方法的背景随着工业4.0的到来，对于并联机构工作空间方法的研究被赋予了更高的期望。

并联机构可以在较小的空间内完成复杂的运动任务，因此在具有空间限制的场景下具有独特的优势。

目前，研究人员们正致力于探索如何进一步提高并联机构的性能和适应性，以满足不断变化的市场需求。

在本文中，我们将介绍并联机构工作空间方法的基本概念和数学建模，探讨其优势和局限性，分析其应用领域和发展趋势。

通过深入研究并联机构工作空间方法，我们可以更好地理解其在工程领域中的作用与重要性，为未来的研究和应用提供有益参考。

1.2 说明研究的意义并联机构工作空间方法的研究具有重要意义。

通过对并联机构工作空间方法进行深入研究，可以帮助人们更好地理解并联机构的工作原理和特性，从而为机器人设计和控制领域提供理论支持和指导。

通过研究并分析并联机构工作空间方法的优势和局限性，可以为工程师们选择合适的机构设计方案和控制策略提供参考，有助于提高机器人系统的性能和效率。

深入研究并联机构工作空间方法的发展趋势和应用领域，有助于开拓新的机器人应用领域，推动机器人技术的进步和发展。

研究并联机构工作空间方法具有重要的理论和实践意义，对促进机器人技术的发展和应用具有积极的推动作用。

并联机构工作空间方法的分析
并联机构是机构中的一种重要形式，由多个并联的杆件和连接件组成，具有灵活性强、工作空间大的特点。

并联机构是机械装置中最常见的一种形式，广泛应用于各个领域。

分析并联机构的工作空间方法，可以采用几何方法或者代数方法进行计算。

几何方法
一般是通过几何关系来计算工作空间的位置和范围，而代数方法则是通过建立机构的运动
学方程来计算工作空间。

一、几何方法的分析
1. 几何约束方法：通过机构的几何特性来分析其工作空间。

对于一个平行四边形构
成的并联机构，可以通过几何约束来计算出杆件的运动范围，从而确定工作空间的位置和
范围。

2. 图形法：通过绘制机构的运动图形或者使用CAD软件进行仿真，来直观地分析并确定工作空间。

图形法可以直观地表示机构的运动轨迹，对于空间位置的分析非常有效。

二、代数方法的分析
1. 运动学方程法：通过建立机构的运动学方程，利用矢量分析和运动链分析来计算
机构的工作空间。

运动学方程法要求对机构的运动学特性有一定的了解，可以通过数学计
算来得出机构的工作空间。

在分析并联机构的工作空间方法中，几何方法和代数方法是最常用的两种方法。

几何
方法简单直观，适用于对机构的整体结构和几何特性进行分析；而代数方法则更加精确，
适用于对机构的运动学特性和运动轨迹进行分析。

无论采用哪种方法，都需要对并联机构
的结构和运动学特性有一定的了解，才能准确地分析其工作空间。

并联机构工作空间方法的分析1. 引言1.1 背景介绍并联机构是一种具有多自由度和高刚度的机械结构，被广泛应用于工业机器人、航天器、医疗设备等领域。

并联机构工作空间是指在机构运动的过程中，末端执行器能够达到的各个位置，是评价机构性能的重要指标之一。

对并联机构工作空间的研究可以帮助优化机构设计、改善机构性能，并推动相关领域的发展。

随着现代制造技术的不断发展，对并联机构工作空间的要求也越来越高。

工作空间的大小、形状、稳定性等特性直接影响着机构的工作效率和精度。

研究并联机构工作空间的方法对于提高机构的性能和应用范围具有重要意义。

本研究旨在探讨并联机构工作空间的方法，分析影响因素并总结已有方法，同时提出新的研究思路和方法。

希望通过本研究的实验验证，进一步完善并优化并联机构的工作空间，为相关领域的发展提供理论支持和实践指导。

1.2 研究目的研究目的主要是为了深入探讨并联机构工作空间的特性和影响因素，进一步探讨已有方法的优缺点，提出新的方法并进行实验验证，以期能够为并联机构工作空间的设计和优化提供更加科学和有效的指导。

通过本研究，可以全面了解并联机构工作空间的概念和特点，分析影响工作空间的因素，归纳总结已有的研究方法并进行比较，同时探索提出新的方法来优化工作空间设计，最终通过实验验证来验证方法的有效性，从而为未来研究和工程应用提供参考。

希望通过本研究能够促进并联机构工作空间的研究和应用，为相关领域的发展贡献力量。

1.3 研究意义并联机构是一种重要的机械结构，广泛应用在工业生产和机器人领域。

并联机构的工作空间是指机构能够执行运动的范围，它直接影响到机构的运动性能和工作效率。

对并联机构工作空间的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

研究并联机构工作空间有助于深入了解机构的运动规律和特性，为工程师设计和优化并联机构提供理论依据和技术支持。

通过分析并联机构工作空间的影响因素，可以指导工程师合理设计机构结构和工作参数，提高机构的运动稳定性和精度。

试述Delta并联机器人的组成及工作原理
delta机器人控制系统的工作原理和工作过程：当目标对象源源不断地进入分拣作业区时，在计算机的控制下，通过相机连续自动地获取作业对象图像，然后由软件对采集到的图像进行运算分析、变换目标对象坐标、识别目标对象分类信息、维护分拣目标的运动踪迹，最终控制机器人实现分拣动作，将目标对象分类拾取，放置到指定位置。

delta机器人是一种在分拣工作中广泛应用的机器人类型，由三个臂连接在基座上，通过在手臂中使用平行四边形来保持末端执行器的方向。

delta机器人属于并联类型，具有刚度大、受力平衡、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、结构简洁、动力性能好、动作快速、控制容易、静音和低维护等特点。

配备工业视觉和各种类型的末端执行器，可自动识别、定位输送带上快速移动的各种工件，实现机器人高速、精准的动态跟随输送带连续分拣作业，一些机器人每分钟可以执行300次分拣作业。

以上的文章内容就是介绍delta机器人控制系统的工作原理和工作过程的，大家现在都已经了解了吧。

delta机器人在分拣作业中起到了非常重要的作用，将delta机器人应用于生产线上大大的节省了人力成本，提高了工作效率。

零件的设计与选型1 定平台的设计定平台又称基座，在结构中属于固定的，具体的参数见图一，厚度 20cm。

定平台的等效圆半径为 210mm。

材料选用铸铁，铸造加工，开口处磨削加工保证精度。

最后进行打孔的工艺。

图一定平台设计图2 驱动杆的设计具体参数为长* 厚* 宽：880mm*10mm*20mm。

孔的参数为φ10*10mm。

材料用铝合金，设计为杆式，质量小，经济，同时也满足载荷条件。

图二驱动杆的设计图3 从动杆的设计具体参数为长* 宽* 高：620*20*10mm。

孔参数为φ10*10mm。

材料选用铝合金。

图三从动杆的设计图4 动平台的设计参数如下图，考虑到重量因素，采用铝合金，切削加工。

动平台的等效圆半径为50mm，分布角为21.5°。

图四动平台的设计图5 链接销的设计45号钢，为主动杆和定平台的连接销：φ9*66mm。

6 球铰链的选型目前，大多数的Delta机构的主动杆与从动杆的链接方式为球铰链的链接。

球型连接铰链是用于自动控制中的执行器与调节机构的连接附件。

它采用了球型轴承结构具有控制灵活、准确、扭转角度大的优点，由于该铰链安装、调整方便、安全可靠。

所以，它广泛地应用在电力、石油化工、冶金、矿山、轻纺等工业的自动控制系统中。

球铰链由于选用了球型轴承结构，能灵活的承受来自各异面的压力。

本文选用球铰链设计，是主要因为球铰链的可控性，以及结构简单，易于装配。

且有很好的可维护性。

本文选用了伯纳德的SD 系列球铰链，相对运动角为60°。

7 垫圈的选型此处我们选用标准件。

GB/T 97.1 10‐140HV ，10.5*1.6mm。

8 电机的选型本设计的Delta 机器人，主要面向工业中轻载的场合，比如封装饼干等。

因此，以下做电动机的选型处理。

由于需要对角度的精确控制，因此决定选用伺服电机。

交流伺服电机有以下特点：启动转矩大，运行范围广，无自转现象，正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转，这也是Delta 机构需要的。

并联机构工作空间方法的分析【摘要】本文主要探讨了并联机构工作空间方法的分析。

在介绍了本文的研究背景和意义。

在首先建立了工作空间模型，然后详细分析了空间约束建模方法的应用，接着讨论了基于启发式规则和机器学习的工作空间优化方法。

在综合分析部分对各种方法进行了比较和总结。

通过对不同工作空间方法的分析，可以帮助工程师们更好地设计并联机构，提高工作效率和性能。

结论部分总结了本文的主要观点，并展望了未来可能的研究方向。

通过本文的阐述，读者可以更深入地理解并联机构工作空间方法的研究现状和发展趋势。

【关键词】并联机构、工作空间、方法、分析、模型、空间约束、建模、启发式规则、优化、机器学习、综合分析、结论1. 引言1.1 引言在工程学领域，机构的工作空间分析是一个非常重要的问题。

而其中的并联机构更是一种特殊的机构形式，其工作空间分析更是具有一定的挑战性。

在这篇文章中，我们将对并联机构工作空间方法进行深入分析。

我们将建立工作空间模型，通过数学建模的方法准确描述并联机构的工作空间特征。

然后，我们将探讨空间约束建模方法的应用，通过建立约束模型来限制机构的运动范围，进一步细化工作空间的特性。

接下来，我们将介绍基于启发式规则的工作空间优化方法，通过制定一系列规则来优化机构的工作空间，提高机构的性能。

然后，我们将介绍基于机器学习的工作空间优化方法，通过机器学习算法来自动优化并联机构的工作空间，实现更高效的设计。

在综合分析部分，我们将对以上方法进行比较和总结，探讨它们各自的优缺点和适用范围，为工程师在设计并联机构工作空间时提供参考。

通过本文的阐述，我们希望能够对并联机构工作空间方法有一个深入的理解，并为工程师在实际设计中提供有益的启示和帮助。

2. 正文2.1 建立工作空间模型建立工作空间模型是并联机构工作空间方法分析的重要一步。

在这一部分，我们将讨论建立工作空间模型的基本原理和方法。

建立工作空间模型需要考虑机构的机械结构和运动学特性。

Delta并联机器人的参数优化设计研究摘要:结构参数优化是并联机器人运动学设计的最终目标。

本文针对Delta机器人提出了一种结构参数优化设计方法。

首先对机构进行运动学分析得到局部灵活度的性能评价指标,其次将局部性能评价指标综合为全域性能指标,将尺度综合问题归结为一类参数优化问题。

该方法对这类以及其他并联机构的运动学设计理论有一定指导意义。

关键词:并联机器人参数优化工作空间一、前言Delta机器人是一种具有3个平动自由度的高速并联机器人,也是目前商业应用最成功的并联机器人之一,该并联机器人有较广阔的操作空间,适应多种应用场合。

例如:轻工业中的包装、pick-and-place操作;医学手术等。

机器人结构参数优化设计是一个综合性很强的问题,需要考虑各个方面的要求,包括工作空间、灵活性、负载能力、条件数和刚度等,以确保机器人操作性能趋向最优。

事实上雅克比矩阵条件数已被公认为误差分析以及运动灵巧性的衡量指标,据此本文以Delta机器人为研究对象,在运动学层面上提出一种可使全域综合操作性能最优的机器人结构参数优化设计研究方法,该方法以雅可比矩阵条件数为目标,采用数值方法对机构参数优化并将其应用到实例中,最后通过算例证实其有效性。

二、系统简介如图1所示,Delta机构由静平台、动平台、3根主动杆、3个平行四边形从动支链组成。

主动杆与静平台通过转动副相连接,从动杆一端通过2个自由度的转动副与主动杆相连,另一端通过球铰与动平台相连。

3个这样的平行四边形从动支链保证了动平台只能有3个方向的平动自由度。

在静平台和动平台上分别建立坐标系oxyz、o'x'y'z'如图2所示。

点o'的位矢r=[xyz]T在oxyz可表示为r=bi-ai+l1ui+l2wi (1)式中bi,ai――节点Bi和Ai分别在oxyz和o'x'y'z'中的位置向量;l1,l2,――主动臂和从动臂长;ui,wi,――主动臂和从动臂的单位矢量;rb,ra,――静、动平台半径。

并联机构工作空间方法的分析并联机构工作空间方法是一种用于设计和分析机械装置工作空间的方法。

通过对工作空间的分析，可以优化并联机构的设计，提高其性能和效率。

本文将对并联机构工作空间方法进行分析，探讨其原理和应用。

一、工作空间的定义工作空间是指机械装置中可用于执行任务的区域。

对于并联机构而言，工作空间是六维度空间中的一个特定区域，其中包括三个平移自由度和三个旋转自由度。

工作空间的大小和形状直接影响了机构的性能和作业范围。

分析工作空间成为了优化机构设计的重要一步。

二、并联机构工作空间方法1. 构建运动学模型并联机构的运动学模型描述了机构中各个链接之间的几何关系和运动规律。

通过构建运动学模型，可以确定机构的工作空间，并对其进行分析。

一般来说，运动学模型包括机构的连杆参数、关节参数以及传动机构等。

通过运动学模型，可以求解机构的工作空间以及相关的性能指标。

2. 确定工作空间边界根据机构的运动学模型，可以确定机构的工作空间边界。

在确定工作空间边界时，需要考虑机构的所有可能运动状态，并对其进行综合分析。

通常情况下，工作空间边界是通过机构的连杆长度、关节角度和传动比等参数来确定的。

确定了工作空间边界之后，可以进一步分析机构的性能和工作范围。

3. 优化工作空间一旦确定了机构的工作空间边界，就可以进行工作空间的优化设计。

优化工作空间的目标是最大化空间利用率，提高机构的性能和效率。

通常情况下，工作空间的优化设计包括几个方面：一是通过改变机构参数来扩大工作空间，例如改变连杆长度、关节角度等。

二是通过改变传动机构来优化机构的运动规律，提高工作空间的利用率。

三是通过改变机构的结构形式来优化工作空间，提高机构的适用范围和灵活性。

1. 工业生产在工业生产领域，并联机构工作空间方法被广泛应用于工程机械、装配线、自动化生产线等领域。

通过分析机构的工作空间，可以优化机构设计，提高生产效率和质量。

例如在汽车生产线上，通过分析机器人的工作空间，可以确定机器人的作业范围，提高装配精度和速度。

并联机构工作空间方法的分析并联机构是一种常见的机械结构，由多个并联连接的运动副组成。

它通常用于工业生产中的机械装置和设备中，以实现特定的工作任务和运动。

在这种机构中，每个并联连接的运动副都具有各自的工作空间，它们的运动轨迹可以相互重叠或者独立运动，这就使得并联机构的工作空间方法非常重要。

本文将对并联机构工作空间方法进行分析，探讨其在工业生产中的重要性以及优缺点。

我们来探讨并联机构工作空间方法的重要性。

在工业生产中，机构的工作空间是指机构可实现运动的空间范围，也被称为机构的有效运动。

工作空间的大小和形状直接影响了机构在实际应用中的适用性和灵活性。

并联机构的工作空间方法能够有效地描述机构的运动范围和限制条件，对于设计和优化机构具有重要的指导意义。

我们来谈谈并联机构工作空间方法的优点。

通过对机构的工作空间进行分析，可以有效地评估机构设计的合理性和实用性。

这对于设计人员来说是非常重要的，能够帮助他们及时发现并解决机构设计中存在的问题，提高机构的工作效率和稳定性。

工作空间方法可以帮助设计人员优化机构的结构，提高机构的运动精度和稳定性。

通过对机构的工作空间进行分析，可以明确每个运动副的运动轨迹，从而帮助设计人员合理分配机构各个运动副的结构参数，使得机构的运动更加精准和稳定。

工作空间方法还可以帮助设计人员评估机构的可靠性和安全性，为机构的应用和维护提供重要的参考依据。

然后，我们来探讨并联机构工作空间方法的局限性。

由于并联机构通常由多个运动副组成，其工作空间方法需要考虑的因素很多，包括各个运动副的相互影响和限制条件等，这就使得工作空间方法的分析和计算较为复杂。

并联机构的工作空间方法通常需要进行大量的计算和仿真，对于设计人员的理论水平和计算能力要求较高。

并联机构的工作空间方法在实际应用中也存在一定的误差和不确定性，这对于机构的设计和优化也带来了一定的挑战。

针对并联机构工作空间方法的分析，我们需要充分发挥其重要性和优点，同时也要意识到其局限性，以便更好地应用和发展这一方法。