六自由度并联简介
六自由度并联简介
1、概述
1.1 介绍
六自由度并联是由六个自由度的运动链构成的系统。它具有较大的工作空间和高精度的姿态控制能力，被广泛应用于工业自动化、医疗手术和科学研究等领域。
1.2 组成
六自由度并联由底座、连杆链、末端执行器和控制系统组成。底座是系统的基础部分，连杆链由六个连杆和连接它们的关节组成，末端执行器用于完成具体的任务，控制系统用来控制的运动和姿态。
1.3 工作原理
六自由度并联通过控制各个关节的运动，实现末端执行器的多自由度运动。它利用逆运动学和正运动学方法，根据所需的末端执行器位置和姿态计算各个关节的运动参数，从而实现所需的运动。
1.4 应用领域
六自由度并联广泛应用于各个领域，包括工业自动化、医疗手术、科学研究等。在工业自动化中，它可以用于装配、搬运和焊接等任务；在医疗手术中，它可以用于精确的手术操作；在科学研究中，它可以用于实验室操作和精密测量等。
1.5 优势和挑战
六自由度并联具有较大的工作空间、高精度的姿态控制能力和多自由度的运动能力，能够完成复杂的任务。然而，它也面临着运动学反解难题、运动参数优化和控制精度等挑战。
2、结构设计
2.1 运动链设计
六自由度并联的运动链设计需要考虑的工作空间、负载要求和运动学特性等因素。运动链的设计通常采用刚性杆件和关节连接的方式，确保的刚性和稳定性。
2.2 关节设计
关节是六自由度并联运动链中的重要组成部分，关节的设计需要考虑承载能力、转动范围和精度等因素。通常采用电机和减速器组成的驱动系统来实现关节的运动控制，并配合传感器进行反馈控制。
2.3 连杆设计 连杆是六自由度并联运动链中的连接部件，连杆的设计需要考虑刚性、轻量化和可靠性等要求。通常采用高强度材料，采用优化设计和仿真分析等方法来提高连杆的性能。
2.4 末端执行器设计
末端执行器是六自由度并联的最终工作部件，它根据具体任务的要求来设计。末端执行器通常包括夹爪、工具或传感器等，可以完成抓取、加工和测量等任务。
Vol.39No.1Feb.2019
投稿网址：http：//辽宁石油化工大学学报JOURNALOFLIAONINGSHIHUAUNIVERSITY第39卷第1期2019年2月
6⁃PTRT并联机器人工作空间分析
康海潮1，邓子龙1，罗琳2
（1.辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺113001；2.中国石油天然气股份有限公司北京销售分公司，北京100101）
摘要：针对6⁃PTRT并联机器人，基于运动学逆解分析了对工作空间起约束作用的各限定因素，应用三维边界搜索法对工作空间进行空间内的搜索，然后通过MATLAB软件进行仿真，使工作空间形状及分布特点得到可视化；应用极坐标搜索法进行了工作空间体积的求解。采用控制变量法，通过分析各结构参数与工作空间的关联性，明确了各结构参数对工作空间分布及体积的具体影响。这对6⁃PTRT并联机器人结构设计和实际应用具有重要的指导意义。关键词：6⁃PTRT并联机器人；工作空间；体积；结构参数中图分类号：TP242文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1672⁃6952.2019.01.016
6⁃PTRTParallelRobotWorkingSpaceAnalysis
KangHaichao1，DengZilong1，LuoLin2
（1.SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningShihuaUniversity，FushunLiaoning113001，China；2.PetroChinaBeijingMarketingCompany，Beijing100101，China）
Abstract:Basedontheinversekinematicssolutionof6⁃PTRTparallelrobot,theconstraintsontheworkspaceareanalyzed.Thethree⁃dimensionalboundarysearchmethodisusedtosearchtheworkspaceinspace,andthenthesimulationiscarriedoutbyMATLABsoftwareprogramming.Theshapeanddistributioncharacteristicsoftheworkspacearevisualized.Theworkspacevolumeissolvedbypolarcoordinatesearchmethod.Thecorrelationbetweenthestructureparameterandtheworkspaceisanalyzedbyusingthecontrolvariablemethod,andthespecificeffectofthestructuralparameterontheworkspacedistributionandvolumeisclarified.Thishasimportantguidingsignificanceforthestructuraldesignandpracticalapplicationof6⁃PTRTparallelrobot.
２０１０年３月 第３８卷第５期 机床与液压
ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵ ＬＩＣＳ Ｍａｒ．２０１０ Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．５
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１０．０５．０３５
平面２自由度并联平动机器人理论工作空问分析
王冰，田东兴，韩文仲
（北华航天工业学院，河北廊坊０６５０００）
摘要：以一种平面２自由度并联平动机器人为研究对象，对该机器人机构尺寸进行量纲一化，建立反映机构几何参数 变化范围的设计空问模型；分别讨论该机器人机构理沦工作空间的形状技大小与尺寸参数之间的关系，并绘制：［作空问面
积与尺寸关系的性能图潜，该图谱足该机器人机构设计的重要参考依据。 关键词：并联机器人；空问模型；工作空间；性能图谱 中图分类号：ＴＨＩ１２．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—３８８ｌ（２０ｌ０）５一ｌｌｌ一３
Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ２．ＤＯＦ Ｐｌａｎａｒ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ
ＷＡＮＧ Ｂｉｎｇ，ＴＩＡＮ Ｄｏｎｇｘｉｎｇ，ＨＡＮ Ｗｅｎｚｈｏｎｇ
（Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｇｆａｎｇ Ｈｅｂｅｉ ０６５０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ｔｈｅ ＳＵｈｊｅｅｔ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ。ｔｈｅ ｐｌａｎａｒ ２－ＤＯＦ ｐａｒａｌｌｅｌ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ ｗａｓ ｔｒｅａｔｅｄ ａｓ ｎｏｎ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｔｒｕｅ— ｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓｐａｃｅ，ｗｈｉｃｈ Ｃａｌｌ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｓｃｏｐｅ ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｇｅｏｍｅｔｒｉｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｃｈａｎｇｅ，ｗａｓ ｅｓｔａｂ— ｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｌｉｎｋ ｌｅｎｇｔｈｓ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｗｏｒｋｓｐａｅｅ ｓｈａｐｅ ａｎｄ ｓｉｚｅ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａｎｄ ｔｈｅ ａｌｉａｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉ—
４３２ 自．监科乎遗展 第１ ８卷第４期２００８年４月
一种新型空间三自由度并联机器人的
运动学与工作空间分析＊
张克涛“ 方跃法
北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京１０００４４
摘要 提出一种新型三自由度并联机器人机构．该新型并联机器人由定平台、动平台和３个连接
支链组成，其动平台相对于定平台具有两个转动和一个移动自由度．各运动支链结构完全相同，且
都含有一个闭环子链．该并联机器人只含转动副，具有结构对称和工作空间大的特点．文中对该新
型并联机器人的结构进行了详细描述，并应用螺旋理论分析了其运动特性；根据运动链等价替换原
理，给出了该并联机器人的运动学反解和正解，并进行了工作空间分析．
关键词 并联机器人自由度运动学工作空间
三自由度并联机器人是少自由度并联机器人研
究的主要对象，目前国际上已综合出较好的三自由
度并联机器人机构只有很少的几种．包括Ｃｌａｖｅｌ在
１９８８年将４Ｓ平行四边形机构用于并联机器人的分
支中，设计出的著名的ＤＥＬＴＡ三自由度移动机
构口 ；Ｔｓａｉ在１９９６年提出的三自由度移动并联机
器人机构 ］，其分支中用到了４Ｒ平行四边形机构；
这类机构都可以归属于含有闭环子链的并联机构．
其他对于三自由度并联机器人的研究有：Ｔｓａｉ和
Ｋｉｍ在２００３年研究了空间３－ＲＰＳ并联机器人的运
动综合 ｊ．Ｇｒｅｇｏｒｉｏ讨论了三自由度并联机构分支
的柔性对平台位形的影响 ｊ．Ｂａｄｅｓｃｕ研究了
３－ＵＰＳ并联平台机构工作空间的优化问题 ｊ．黄真
１９９５年提出了数种新型三自由度立方型并联机器
人 ｊ．刘辛军２００５年提出一种具有一转动和两移
动的三自由度新型并联机器人 ．
变胞机构 是基于机构的自我组合和自我重
构而提出的新机构．自１９９８年提出后，引起了国
内外机构学学术界的广泛兴趣．这一新类型机构能
够根据环境和工况的变化和任务需求，进行自我重
２００７—０５—１１收稿，２００７—１１—０６收修改稿
