下载文档原格式
并联机器人智能控制系统设计与研究随着机器人技术的不断发展，机器人在工业、医疗、军事等领域的应用越来越广泛。
而并联机器人作为一种特殊类型的机器人，具有高精度、高刚性和高自由度的特点，被广泛应用于装配、焊接、演示等多个领域。
本文将深入探讨并联机器人智能控制系统的设计与研究，以满足并联机器人在不同应用领域的需求。
1. 智能控制系统概述智能控制系统是指利用先进的算法和技术实现机器人自主感知、决策和执行任务的能力。
对于并联机器人而言，智能控制系统的设计需考虑到高精度控制、动力学建模、运动规划和碰撞检测等方面。
2. 高精度控制高精度控制是并联机器人应用的关键要素之一。
通过采用高分辨率的传感器和先进的控制算法，可以实现机器人对于位置、速度和力的精确控制。
此外，还需要考虑机器人本体和传感器的刚性，以减小误差对控制精度的影响。
3. 动力学建模在并联机器人的智能控制系统中，准确的动力学建模是实现高效力控制和优化轨迹规划的基础。
通过建立机器人的运动学和动力学模型，可以预测机器人的响应和行为，并根据实时输入的传感器数据进行调整。
传统的建模方法包括牛顿-欧拉方法和拉格朗日-迭代方法，而基于机器学习的建模方法也在逐渐得到应用。
4. 运动规划运动规划是并联机器人智能控制系统的一个重要组成部分。
通过考虑机器人的自由度、约束条件和目标任务，可以确定机器人的最佳运动路径和对应的关节角度。
此外，还需要考虑碰撞检测和避障算法，以确保机器人的安全运行。
5. 碰撞检测与防护在高精度任务中，碰撞检测和防护技术对于并联机器人的安全运行至关重要。
通过使用传感器和机器视觉技术，可以检测机器人与周围环境或其他物体的碰撞风险，并及时采取相应的措施，如停止运动或改变轨迹。
此外，还可以通过安全软件和硬件设备来防护机器人系统的运行，保护操作人员和设备的安全。
综上所述，针对并联机器人智能控制系统的设计与研究，需要考虑高精度控制、动力学建模、运动规划和碰撞检测与防护等方面。
重庆理工大学毕业设计(论文)并联机械手机电系统设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要并联机构具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点可以作为航天上的对接器、航海上的潜艇救援对接器；工业上可以作为大件的装配机器人、精密操作的微动器；可以在汽车总装线上自动安装车轮部件；另外，医用机器人，天文望远镜等都利用了并联技术。
本文并联机构的研究方向：（1）并联机构组成原理的研究研究并联机构自由度计算、运动副类型、支铰类型以及运动学分析、建模与仿真等问题。
（2）并联机构运动空间的研究（3）并联机构结构设计的研究并联机构的结构设计包括很多内容，如机构的总体布局、安全机构设计。
由于本人水平有限，文中的错误和不足在所难免，恳请各位老师给予批评和指正。
关键词：,机械手；并联机械手；虚拟样机；并联机构AbstractParallel mechanism with high rigidity, strong bearing capacity, small error, high precision, small self-weight loading ratio, good dynamic performance, easy control and a series of advantages can be used as a submarine rescue docking docking device, maritime space on; the industry can be used as micro - actuator assembly machines, large precision operation; you can automatically install the wheel assembly in automobile assembly line; in addition, medical robotics, astronomical telescope, using parallel technology.The direction of the research of parallel mechanism:(1) study on the principle of parallel mechanism.The degree of freedom parallel mechanism, motion pair of calculation type, hinge type and kinematic analysis, modeling and Simulation of the.(2) for parallel mechanism workspaceIncluding the motion space analysis and simulation, the reachable workspace solution (such as numerical method, sphere coordinate searching method etc.), mechanism of interference analysis and location.(3) for parallel mechanism structure designStructure design of parallel mechanism includes many contents, such as the design of general layout, organization security mechanism.Because of my limited ability, mistakes and shortcomings in this paper can hardly be avoided, ask teachers to give the criticism and correction.Keywords three degree of freedom parallel mechanism; virtual prototype;目录摘要 (II)Abstract ...................................................................................................................................... I II 目录 (IV)第1章前言 (1)1.1 课题研究背景意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)第2章并联机械手的结构及工作原理 (5)2.1 并联运动机构概述 (5)2.2并联的结构及机械运动原理 (5)2.3 控制系统结构及工作原理 (6)2.4 并联机构工作空间的分析 (7)第3章并联机构主要部件的设计 (9)3.1 电动机选型 (9)3.1.1电机的分类 (9)3.1.2选择步进电机的计算 (9)3.2手爪夹持器结构设计与校核 (19)3.2.1手爪夹持器种类 (19)3.2.2夹持器设计计算 (20)3.2.3夹持器校核 (21)第4章并联机构机并联机构空间分析 (23)4.1并联机构并联机构机的运动学约束 (23)4.1.1 连杆杆长约束 (23)4.1.2 运动副转角约束 (23)4.1.3 连杆杆间干涉 (24)4.2 确定并联机构空间的基本方法 (24)4.3 PLC控制部分设计 (24)4.3.1 可编程序控制器的选择及工作过程 (25)4.3.2 可编程序控制器的使用步骤 (26)4.3.3可编程序控制器控制方案 (27)4.3.4 PLC控制原理图设计 (27)4.3.5 PLC梯形图概述 (28)总结 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第1章前言1.1 课题研究背景意义并联机器人与已经用的很好、很广泛的串联机器人相比往往使人感到它并不适合用作机器人，它没有那么大的活动空间，它活动上平台远远不如串联机器人手部来得灵活。
并联操作机器人系统设计与实现随着机器人技术的发展，越来越多的机器人应用到了生产制造等领域中。
其中，机器人系统的灵活性及高效性是影响其应用领域的重要因素。
而并联操作机器人系统则凭借其具有的高精度、高稳定性、高效率的特点，被广泛应用于航空航天、汽车、数控加工等领域。
并联操作机器人系统的原理是将多台机器人连接在同一机构下，实现多自由度的运动控制，提高其臂长和载荷等性能指标。
这种机器人系统通常由机械结构、控制系统、传感器和功能模块等多个部分组成。
下文将详细介绍并联操作机器人系统设计与实现的流程和技术要点。
机械结构设计机械结构是并联操作机器人系统的核心部分，直接影响并联操作机器人的运动性能。
机械结构设计的要点包括选择合适的机器人模型、设计连接机构、考虑工作空间、选用适合的臂长及载荷等。
机器人模型选择：目前市面上常见的并联操作机器人有平行机器人、串联机器人和混联机器人等。
平行机器人结构简单，具有高刚性和稳定性；串联机器人理论上具有无限多自由度，能够进行更加复杂的运动；混联机器人则兼具两者优点，但设计难度较大。
根据不同的工作要求和实际情况选择合适的机器人模型。
连接机构设计：连接机构是并联操作机器人系统的核心，主要包括主机架、机械臂、执行器等。
根据机器人模型设计对应的连接机构，注意要选用高刚性、高精度和耐久性好的材料制作。
并联操作机器人的基座通常只需要固定住即可，而机械臂的设计主要包括链接臂、驱动臂和动平台等，并采用合适的轴承和副件设计传动机构，以提高运动的稳定性和精度。
工作空间设计：并联操作机器人具有复杂的工作空间，设计时应根据具体应用场景确定其工作空间大小及形状等，以保证机器人能够完成所有任务。
臂长及载荷设计：并联操作机器人的臂长和载荷是其性能的重要指标，选用合适的臂长和合理的载荷可以提高机器人的灵活性和效率，减少故障率。
应根据实际工作要求结合材料特性、驱动能力等综合考虑设计并联操作机器人的臂长和载荷。
控制系统设计控制系统是并联操作机器人系统中的“大脑”，是实现整个机器人系统稳定性和精度的关键。
《基于共轴球面并联机构的手腕康复机器人研制》篇一一、引言随着科技的飞速发展，医疗领域逐渐融合了多种高科技技术。
在康复医学领域，康复机器人已成为一个重要方向。
特别是对于手腕康复，机器人技术能有效地帮助患者恢复手腕功能，提高生活质量。
共轴球面并联机构作为一种新型的机械结构，其精度高、运动灵活等特点，使得其在康复机器人研制中得到了广泛的应用。
本文旨在研究基于共轴球面并联机构的手腕康复机器人的研制。
二、共轴球面并联机构概述共轴球面并联机构是一种新型的机械结构，其特点在于多个运动支链共享同一轴线，形成共轴运动。
这种结构具有高精度、高刚度、运动灵活等优点，非常适合用于手腕康复机器人的研制。
通过共轴球面并联机构的运动学分析和优化设计，可以有效地提高康复机器人的性能。
三、手腕康复机器人的研制1. 需求分析：针对手腕康复患者的需求，进行详细的需求分析，包括康复目标、运动范围、安全性等方面的考虑。
2. 机械结构设计：根据需求分析，设计出基于共轴球面并联机构的手腕康复机器人机械结构。
包括主要部件的选材、尺寸、形状等。
3. 运动学分析：对设计的机械结构进行运动学分析，确保其满足手腕康复的需求，并优化设计以提高性能。
4. 控制系统设计：设计出适合手腕康复机器人的控制系统，包括硬件和软件的设计。
控制系统应能实现精确控制、安全保护等功能。
5. 实验验证：通过实验验证手腕康复机器人的性能，包括运动范围、精度、安全性等方面的测试。
四、共轴球面并联机构在手腕康复机器人中的应用共轴球面并联机构在手腕康复机器人中的应用，主要体现在以下几个方面：1. 精确控制：共轴球面并联机构具有高精度、高刚度的特点，可以实现对手腕的精确控制，帮助患者进行康复训练。
2. 运动灵活：共轴球面并联机构的运动灵活，可以模拟出人手的各种复杂动作，使患者在进行康复训练时更加接近实际生活场景。
3. 安全保护：通过控制系统对共轴球面并联机构进行安全保护设计，确保患者在康复训练过程中的安全。
《具有串并混联结构腿的四足机器人设计》篇一一、引言四足机器人是现代机器人技术中的重要组成部分，其在多种领域，如科研、军事、工业等领域均有广泛的应用。
其关键部分为具有灵活和适应性强的腿机构，使得四足机器人可以稳定、有效地移动于不同的复杂环境中。
为了解决这个问题，本篇论文提出了具有串并混联结构腿的四足机器人设计，这一设计方案能够在不同地面上灵活地实现行进、爬行和跨越障碍等动作。
二、四足机器人设计概述本设计的四足机器人采用串并混联结构腿的设计理念，即腿部结构既包含串联机构也包含并联机构。
这种设计方式可以有效地提高机器人的运动灵活性和稳定性。
1. 串联机构：串联机构在机器人腿部设计中主要起到支撑和驱动的作用。
通过串联的多个关节，可以实现腿部的弯曲和伸展，从而使得机器人能够进行各种复杂的动作。
2. 并联机构：并联机构则主要起到增强稳定性和负载能力的作用。
通过多个并联的连杆和驱动器，可以增加机器人在复杂环境中的运动能力和负载能力。
三、四足机器人设计详细方案1. 腿部结构设计：在腿部设计中，我们采用一种串并混联的组合方式。
这种设计方式使得腿部在拥有足够强度的同时，又保持了足够的灵活性。
我们采用高强度的材料制作连杆和关节，以增强机器人的负载能力和耐用性。
2. 关节设计：在关节设计中，我们采用电机驱动的方式。
电机通过传动装置（如齿轮或皮带）驱动关节的转动，从而实现腿部的运动。
此外，我们还设计了阻尼装置，以减少运动过程中的冲击和振动。
3. 控制策略：我们采用基于反馈的控制策略，通过传感器实时获取机器人的运动状态和环境信息，然后根据这些信息调整机器人的运动策略。
此外，我们还采用了优化算法，以提高机器人在复杂环境中的运动效率和稳定性。
四、实验与结果分析我们通过实验验证了设计的有效性。
实验结果表明，具有串并混联结构腿的四足机器人在各种复杂环境中均能实现稳定、有效的移动。
在行进、爬行和跨越障碍等动作中，该机器人均表现出较高的灵活性和适应性。
并联机械手毕业设计在现代工业生产中，机械手是一种非常重要的设备。
它可以在工厂中完成各种复杂的任务，如搬运重物、装配产品等。
而在机械手的设计中，一种常见的结构就是并联机械手。
并联机械手具有许多优点，比如高精度、高刚度等，因此在毕业设计中选择并联机械手作为研究对象具有一定的意义。
首先，我将介绍并联机械手的基本原理和结构。
并联机械手由多个机械臂组成，这些机械臂通过关节连接在一起，并且与固定的底座相连。
每个机械臂都由多个关节组成，这些关节可以实现旋转或移动。
通过控制每个机械臂的关节运动，可以实现机械手在三维空间内的精确定位和运动。
其次，我将介绍并联机械手在工业生产中的应用。
由于并联机械手具有高精度和高刚度的特点，因此在一些需要进行精细操作的工业领域，比如电子组装、微电子加工等，广泛应用并联机械手。
并联机械手可以实现高速、高精度的操作，提高生产效率和产品质量。
然后，我将讨论并联机械手的设计和控制方法。
在并联机械手的设计中，需要考虑机械结构的刚度和稳定性，以及各个关节的运动范围和速度。
同时，还需要设计适合的传感器和执行器，以实现对机械手的精确控制。
在控制方面，可以采用传统的PID控制方法，也可以使用先进的自适应控制算法，以实现对机械手的精确控制。
此外，我还将探讨并联机械手的发展趋势和应用前景。
随着科技的不断进步，机械手的性能和功能将不断提高。
未来的并联机械手可能具有更高的精度和更灵活的运动方式，可以应用于更广泛的领域。
比如，可以将并联机械手应用于医疗领域，用于手术操作或康复训练；也可以将其应用于航天领域，用于太空站的维护和修理等。
总而言之，毕业设计是一个非常重要的环节，它是对学生多年学习成果的检验和展示。
选择并联机械手作为毕业设计的研究对象，不仅可以深入了解机械手的原理和应用，还可以学习到机械设计和控制的相关知识。
并联机械手在工业生产中具有广泛的应用前景，研究并联机械手的设计和控制方法，对于提高机械手的性能和功能，推动工业生产的发展具有重要意义。
新型移动并联机器人动力学分析与控制设计新型移动并联机器人动力学分析与控制设计一、引言近年来，机器人技术的发展取得了长足的进步，并被广泛应用于工业、医疗、军事等领域。
移动并联机器人因其具有高度机动性和灵活性的特点，成为研究的热点之一。
本文旨在对新型移动并联机器人的动力学进行分析与控制设计，以优化机器人的运动能力和工作效率。
二、新型移动并联机器人的基本结构新型移动并联机器人是指通过多个机械臂和轮式底盘结合而成的机器人系统。
其具有高度机动性，能够在不同地形环境下进行运动和工作。
新型移动并联机器人的基本结构包括机械臂部分和底盘部分。
机械臂部分是机器人的工作单位，负责完成各种任务。
通常由多个自由度的机械臂构成，每个机械臂上安装有各种工具和装置，以完成特定的工作。
机械臂的设计和动力学分析是新型移动并联机器人研究的重点之一。
底盘部分是机器人的移动单位，负责机器人的定位和导航。
底盘通常由多个封闭式回路构成，每个回路上配有一个轮子或履带，通过电机驱动实现运动。
底盘的设计和动力学分析对机器人的移动性能和稳定性至关重要。
三、新型移动并联机器人的动力学分析动力学分析是研究物体运动的一种方法，它借助于力学和数学工具，研究物体在外力作用下的运动规律。
对于新型移动并联机器人而言，动力学分析能够揭示机器人在不同工作状态下的力学特性，为机器人的运动控制提供关键参数。
1. 机械臂动力学分析机械臂的动力学分析是指研究机械臂在外力作用下的运动规律。
机械臂的运动可以分解为位置、速度和加速度三个方面。
通过分析机械臂各个关节的动力学特性，可以确定机械臂在特定工作状态下的力学性能。
动力学分析的结果可以用于机械臂的运动规划和控制。
2. 底盘动力学分析底盘的动力学分析是指研究底盘在外力作用下的移动规律。
底盘的移动可以分解为位置、速度和加速度三个方面。
通过分析底盘的运动特性和所受力的分布，可以确定底盘在不同地形环境和工作状态下的运动性能。
动力学分析的结果可以用于底盘的运动控制和路径规划。
并联机器人运动控制算法设计随着工业自动化技术的不断发展，机器人的应用日益广泛，其中并联机器人作为一种特殊的机器人系统，由于其高刚度、高精度等优点，被广泛应用于航空、制造等行业。
而机器人的运动控制算法是其运动特性的基础，对于并联机器人运动控制的设计和实现显得尤为重要。
本文将从并联机器人的运动特性入手，探讨并联机器人运动控制算法的设计思路和实现方法。
一、并联机器人运动特性并联机器人是由多个臂与关节构成的机器人系统，相较于其他机器人系统，其最大的特点是具有高刚度、高精度和高负载能力。
同时，由于并联机器人的多个臂和关节可以动态运行，其在操作区域和约束方面也具有一定的优势。
对于并联机器人的运动特性来说，它的运动控制可以归纳为二级框架控制。
其中第一层控制是关节运动控制，第二层控制是末端位置、速度和力的控制。
在此基础上，就能够实现并联机器人的准确的动态运动。
二、并联机器人运动控制算法设计思路对于并联机器人运动控制算法的设计思路，其主要目的在于实现机器人的精确控制，保证机器人运动的平稳和准确。
基于这一目的，其设计思路可以归纳为以下几点：1. 路径规划算法：路径规划是指机器人在执行任务时，需要经过的路径规划。
对于并联机器人来说，路径规划的精度和可靠性是非常重要的。
在路径规划的过程中，需要考虑到机器人的运动特性和被操作物体的几何结构，以及系统的动态特性和约束条件等因素。
2. 运动学控制算法：运动学控制算法是指通过对机器人系统的连杆和关节运动学建模，并对其位置、姿态、速度、加速度、平稳性等特性进行精确控制。
在运动学控制算法中，需要对机器人的静态和动态特性进行建模和仿真，并将其控制参数化。
3. 动力学控制算法：动力学控制算法是指通过对机器人系统的动力学特性建模，控制系统的输入和输出以实现机器人控制和应用。
在动力学控制算法中，需要对机器人系统的动力学特性进行建模和参数化，并在多种控制算法之间进行选择，实现动力学控制的最佳效果。
并联机器人设计论文摘要:并联机器人是一类全新的机器人，它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点，在21世纪将有广阔的发展前景。
文中从运动副分析入手，对一种运动解耦的三自由度并联机构进行了构型研究，该机构由三个正交分布的支链组成，且机构的运动副均为转动副，构成了机构动平台x、y、z三个方向的平动解耦；在机构构型研究的基础上，对其进行了运动学分析，推导出了该并联机构的运动学正反解，分析了机构输入/输出的速度和加速度等，验证了该机构运动解耦的特性。
这对该机构的动力学分析、控制策略、机构设计和轨迹规划等方面的研究，具有一定的理论意义。
尖键词:三自由度并联机构;并联机器人;设计;1 •课题国外现状及研究的主要成果少自由度并联机器人由于其驱动元件少、造价低、结构紧凑而有较高的实用价值，更具有较好的应用前景，因此少自由度的并联机器人的设计理论的硏究和应用领域的拓展成为并联机器人的研究热点之一。
研究少自由度并联机构最早的学者应属澳大利亚著名机构学教授Hunt，在1983年，他就列举了平面并联机构、空间三自由度3-rps并联机构，但对四，五自由度并联机构未作详细阐述。
在Hunt 之后，不断有学者提出新的少自由度并联机构机型。
在少自由度并联机构机型的研究中，三维平移并联机构得到广泛的重视。
clavel提出了一种可实现纯平运动三自由度Delta并联机器人，在Delta 机构的支链中采用平行四边形机构约束动平台的3个转动自由度° Tsai提出的Delta机构完全采用回转副，并通过转轴的偏移扩大了Delta机构的工作空间。
在Tricept并联机床上采用的构型是由Neumann发明的一种具有3个可控位置自由度的并联机构，该机构的突出特点是带有导向装置，采用3个副驱动支链并由导向装置约束动平台。
Tsai通过自由度分析提取支链的运动学特征'系统硏究了并联机构的综合问题，特别硏究了一类实现三自由度平动的并联机构。
Rasim Alizade于2004年提出基于平台类型和联接平台的形式和类型进行分类的一种并联机构的结构综合和分类的新方法和公式，并综合出具有单平台和多平台的纯并联和串并联复联机构•我国燕LU大学的黄真教授及其团队除了研制出解耦微型6维力传感器和微动机械，设计出一种新的高精度的机构方案外，还率先对少自由度并联机器人的基础理静刚度和精度•交大的高峰教授2002年运用复合副的概念来组合已知自由度数和自由度类型的支链，通过支链输出杆特殊的Plucker坐标来综合2■自由度的机器人。
近几年，东南大学的廷力教授、金琼等以单开链soc单元和并联机器人机构结构组成的某些规律性，以机构具有各支路结构相同且简单、不存在虚约束、工作空间较大等特点，尤其是其运动分析正、逆解数目小，且运动输入输出具有一定解耦性为目标，综合出了一类新型三平移并联机器人机构。
其中的3- RRC 型机型，大学的马履中教授、小琴等对其运动学、动力学等特性上进行了深入的研究，并将其应用在多维减振平台主体机构中。
马履中等还硏制一种五自由度并联机构作为中医推皇机器人。
惠平等研制一种新型三维平移并联机构作为虚拟轴机床、坐标测量机及机器人等的新型实用机型。
2•并联机器人构型设计原则1、在进行机构形式设计时，除了要满足规定的运动形式、运动规律或运动轨迹外,还应该遵循下面几项准则：(I)机构的运动链要尽可能的短。
完成同样的动作要求，应该优先选用机构构件数和运动副数少的机构，以简化其结构从而减轻重量、降低成本、减少由于零件的制造误差而形成的运动链的累积误差,运动链短有利于提高机构的刚度，减少振动。
(2)在运动副的选择上，优先选用低副。
低副机构的运动元素加工方便，容易保证配合的精度以及有较高的承载能力。
G)适当选择原动机，使机构有好的动力学性能。
2、并联机器人的尺度设计原则以往,我们在设计阶段为了确定机器人操作手机构的尺寸和确定机器人操作手在工作空间部的位置和姿态时多数是靠经验和直觉。
现在，为了开发出高精度、高速度和高效率的并联机器人，我们在机构的综合设计时要考虑到它的工作空间的体积和形状、奇异位形、输出的各向同性等条件。
但是，在全局最优的机构尺度综合设计中，顾全到上述的所有条件是十分困难的。
国外的学者提出了许多机构综合的标准，以便在满足指定的设计指标下”机构的性能达到最优。
由于并联机器人与串联机器人相比，工作空间小。
因此为实现作业要求,在设计时要先确定能够满足性能指标的工作空间是至尖重要的。
另外，在并联机构的设计过程中必须要考虑要避免构型奇异。
与串联机器人不同的是，并联机器人不仅有运动学奇异，还有由构型所导致的构型奇异。
即奇异区域通常都扩到整个工作空间或一些显著的子空间，而且是实际操作中最常用的区域。
0.M给出了判定并联机构发生构型奇异的条件：(1)如果动平台和定平台是相似的正多边形,则整个工作空间雅戈比矩阵都是奇异的；(2)如果动平台和定平台是相似的非正多边形，并且每一对相应的顶点通过一条连杆相连，则雅戈比矩阵在工作空间的大部分区域都是奇异的。
这种设计上的奇异的存在，将使并联机器人由于无法平衡施加在动平台上的负载而不能工作。
在构型奇异附近的区域，即使没有发生构型奇异，也有可能出现雅戈比矩阵条件数很大的情况，同样会导致运动和力的传递性能变的很差，我们称这种区域为病态条件区域。
因此，进行并联机构尺度综合设计时必须考虑在满足工作空间要求、运动可传递性的要求以及负载能力要求的情况下，要避开构型奇异点及奇异点附近的病态区域3 - 3 - RPS 机构图1-1所示的是一个3自由度的并联机构，由3支RCS链连接一运动平台和一固定平台组成的，因为绕圆柱副轴线的转动是一局部自由度，所以圆柱副也可以用移动副来倒替，分支等效于RPS支链，该机构的分支结构是对称的，因此，这机构称为3-RPS平台机构，以3个移动副作为输入。
（S是指球面副，球面副允许两构之间具有3个独立的，以球心为中心的相对转动，具有3个自由度；R是指转动副，允许两构件绕公共轴线作相对转动，描述了两构件之间的空间相对尖系，具有一个自由度；P是指移动副，允许两构件沿公共轴线作相对直线移动z具有一个自由度1源于军工需求，将3-RPS并联机器人应用到火箭发射装置中可以改良传统火箭炮的平衡，射角，精确度等方面的问题。
它的多自由度和便捷的数字控制方式是多年来火箭发射装置梦寐以求的。
由自由度的计算可知，该机构能够完成两个方向的回转和一个升降运动。
这一系列运动都可以通过电机带动，经过三条RPS空间运动链的运动，从而促动上平台的各种运动姿势。
回转运动：在这种3-RPS并联机器人的机构中，下平台上的电动机带动丝杆传动。
该丝杆为滑动丝杆，滑块的运动能带动其上的RSP链随球面副摆动，从而上平台绕转动副作回转运动，即有X与Y两方向的回转运动。
升降运动：三条RPS空间运动链的同时伸缩能促动上平台的升降运动。
3-RPS图1-1 3-RPS结构1-4并联机构工作空间的分析工作空间(Workplace ):设给定参考点C是动平台执行器的端点，工彳乍空间是该端点在空间可以达到的所有点的集合。
完全工作空间(Complete workplace ):动平台上执行器端点可从任何方向(位姿倒达的点的集合o定向工作空间(Constant workplace ):动平台在固定位姿时执行器端点可以到达的点的集合。
最大工作空间(Maximal workplace ):动平台执行器端点可到达的点的最大集合，并考虑其具体位姿。
完全工作空间和定向工作空间都是最大工作空间的子集.另外，工作空间是并联机构的重要特性，影响它的大小和形状的因素主要有以下三个：①杆长的限制，杆件长度的变化是受到其结构限制的，每一杆件的长度必须小于最大杆长,大于最小杆长。
②转动副转角的限制，各种狡链，包括球狡接和万向狡接的转角都受到结构研制的，每一狡链的转角都应小于最大转角。
③杆件的尺寸干涉，连接动平台和固定平台的杆件都具有几何尺寸，因此各杆件之间在运动过程中可能发生相互干涉。
设杆件是直径为D的圆柱体，两相邻杆件轴线之间的距离为Di,则Di > De1.5设计简介与设计要求本设计是在3-RPS并联机构的部设置一种平衡机，以使得上平台运动到任何位置时，电动推杆上的推力基本相等，给电机的控制创造条件。
该平衡机的结构形式应能适应机构的工作空间。
本设计涉及到机构学、机械传动、电力拖动与控制等方面。
通过设计工作的训练，可有效提高毕业生工程实践能力。
3-RPS并联机构的运动围为：俯仰±20。
,倾侧±20。
,升降300 mm，载荷1.4T。
平衡机要求能抵消总载荷的70%。
1 *6主要的研究方法和容首先研究电机的机械性能，对3-RPS并联机器人进行运动学描述和受力分析；然后看重研究如何实现机器的平衡问题，进行专用平衡机总体设计，并在此基础上作详细的计算与分析。
1. 了解并联机构，对已有的3-RPS并联机器人的工作空间进行分析；2・分析平衡力矩图，探讨平衡方案，选择平衡机的安装位置,进行平衡能力计算；3 • 尖键零部件的设计与计算。
第二章平衡机的概念与作用机理在传统的火箭发射装置中，由于其所承载的重量十分沉重,所以在设计其方向机和回转机的时候需要考虑平衡承载力矩。
由此，平衡机被提出，用来平衡起落部分的重量对耳轴产生的重力矩。
这在传统的火箭发射装置上比较易于实现，但在新提出的3-RPS并联机器人中，为了避免上平台越过其极限位置和RPS连杆在伸缩时承受到太大的重力矩。
需要在上下平台间设计一个平衡机，在上下平台间提供一个推力或拉力，从而提供对RPS连杆的平衡力矩，用以平衡伸缩时对连杆的重力矩，这就需要重新考虑其平衡机的设计了。
平衡机的作用就是对起落部分提供一个力（推力或拉力），此力对狡接点之矩称为平衡力矩，它与俯仰部分的重力矩大小相近，方向相反，以此来减小驱动RPS连杆的电机产生的力，同时消除撞击现象。
2.1对平衡机的要求对平衡机的主要要平衡性要好。
由于重力矩是随俯仰角的大小而变化的，所以平衡机提供的平衡力矩也应作相应的变化。
这样才能使平衡机的平衡性能好，保证仰角时轻便，俯角时平稳。
此外，对平衡机的要求还有结构要简单，重量要轻，工作可靠，拆装方便,制造容易等。
2.2平衡机的分类平衡机按平衡力的方向来分，可以分为推式和拉式两种。
对于推式平衡机，平衡机对俯仰部分的推力作用在狡接点的前方。
对于拉式平衡机，当其拉力作用在狡接点前方时称为上拉式，当其拉力作用在狡接点后方时称为下拉式。
推式平衡机结构简单，布置容易，但配置位置较暴露，易受损伤，一般用在最大仰角小于60。
的装置上。
下拉式平衡机配置较隐蔽，结构紧凑”但不易布置，一般用于仰角大于60。
