Delta并联机器人运动学协同仿真技术作者：董保香来源：《东方教育》2017年第20期摘要：Delta机器人是并联机器人中的一种优秀代表。
可以成功的在狭小的工作空间进行高速抓取物体，以此做为项目的样机。
本文利用NX与Matlab/Simulink协同仿真的方法，在simulink中搭建了Delta机器人的仿真模型，并用该模型协同NX实现了Delta机器人的运动学仿真。
关键词：协同仿真；Matlab/Simulink；NX1引言传统的机电产品设计中，机械结构设计和控制系统设计是各自独立的，分别采用功能不同的软件进行设计、调试和试验，最后通过物理样机，进行机械结构和控制系统的联合调试，如果发现问题，需要各自分别修改，然后再进行物理样机的制造和调试，这需要较长的开发周期[1]。
NX是当今世界最先进的CAD/CAM/CAE三维集成化软件之一，为用户提供了一整套集成的、全面的产品开发解决方案，用于产品设计、分析和制造，广泛应用于航空航天、汽车、通用机械和电子等工业领域。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，它提供了一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境，被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计，是常用的控制系统设计软件之一。
利用NX与Simulink的协同仿真，可以将机械结构与控制系统设计仿真软件有机结合起来，然后对系统进行协同分析，直到获得满意的设计效果，这大大的提高了设计效率，缩短了开发周期，降低了开发产品的成本，获得了优化的系统整体性能。
本文利用NX与Matlab/Simulink协同仿真的方法，设计了Delta机器人的仿真模型，并用该模型实现了Delta机器人的运动学仿真。
2.Delta机器人结构设计Delta机器人是一种具有3个平动自由度的高速并联机器人，它是由三组完全相同摆动杆机构连接定平台（上正三角形）和动平台（下正三角形）的空间机构，每组摆动杆机构均由驱动杆和从动杆（四个球铰与杆件组成的平行四边形）组成，驱动杆与定平台之间通过转动副连接，从动杆与动平台通过转动副连接。
摘要随着机器人技术的快速发展，并联机械手的应用领域越来越广，已成为当今机器人领域新的研究热点。
针对并联机械手机构比传统串联机械手更复杂的问题，本文以一种轻型高速的三自由度Delta并联机械手为例，在完成其运动学的基础上，对并联机械手进行了建模以及装配。
首先，本文介绍了三自由度并联机械手机构的工作原理，并对其进行了运动学分析。
其中，对机构的自由度进行的计算，采用几何法求得了其运动学正解以及其运动学逆解。
其次，对机构进行了速度模型及雅克比矩阵的分析。
实现了solidworks对机构的零部件与装配图三维建模。
最后，通过个零部件的配合，实现了三自由度并联机械手的装配。
关键词：并联机械手；三自由度；3D建模ABSTRACTWith the rapid development of robot technology, parallel manipulator used more and more widely, has become the hot spot in the field of new robots today. In view of the parallel manipulator mechanism more complex than the traditional serial manipulator problem, based on a lightweight high-speed three degree of freedom parallel manipulator as an example, the Delta at the completion of its kinematics, on the basis of the parallel manipulator has carried on the modeling and assembly.First, this paper introduces the working principle of three degrees of freedom parallel manipulator mechanism, and carries on the kinematics analysis. Among them, the institution of degree of freedom for the calculation of geometric method is used to obtain the positive kinematics solution and its inverse kinematics solution. Second, the institutions for the velocity model and the Jacobi matrix analysis. Implements the solidworks for spare parts and assembly drawing 3 d modeling of the organization. Finally, by a spare parts, implements the three degree of freedom parallel manipulator assembly.Keywords: Parallel manipulator；Three degrees of freedom；3D modeling目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题目的及意义 (1)1.3 课题研究内容 (1)第2章并联机械手的概述 (3)2.1 关于并联机械手 (3)2.1.1 并联机械手的定义与特点 (3)2.1.2 并联机械手的研究现状 (4)2.2 并联机械手的工业应用 (6)2.3 本章小结 (6)第3章三自由度并联机械手的运动学分析 (7)3.1 机构简介 (7)3.2 自由度分析 (7)3.3 运动学分析 (8)3.3.1 运动学逆解 (9)3.3.2 运动学正解 (9)3.3.3 速度模型及雅克比矩阵 (11)3.4 本章小结 (12)第4章delta机器人的结构设计.. ..... ..... ..... ..... ..... (14)4.1 delta机器人的总体结构设计 (14)4.2 上顶板 (14)4.3 电机座设计 (15)4.4 电机选取 (16)4.5 减速器选择与设计 (17)4.6 轴承校核 (18)4.7 本章小结 (19)第5章并联机械手的建模与装配 (21)5.1 三维建模软件solidworks简介 (21)5.2 并联机械手的三维建模 (21)5.3 并联机械手零件实体造型 (21)5.4 并联机械手装配 (22)5.5本章小结 (24)总结.....................................................................................,. (25)参考文献 (26)致谢 (27)第1章引言1.1课题背景翻开整个人类的历史，就会发现这是一部不断认识世界、改造世界的发展历史，一部伴随生产工具不断提高的生产力进步史。
DELTA并联机器人工作空间求解陈统书【摘要】DELTA机器人工作空间形状特殊且复杂而难以直观的方式表示,不利于机器人的轨迹规划和控制等,因此提出一种方法,可以将DELTA机器人工作空间直观地表示.首先采用几何法对DELTA并联机器人进行运动学正解求解,然后在MATLAB里进行仿真分析,并将工作空间以空间三维图形的形式直观地表示出来.所提出的方法不仅能解决DELTA机器人工作空间难以直观的方式表示这一难题,而且能为机器人的轨迹规划和控制等提供一定参考.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2017(032)011【总页数】3页(P4-6)【关键词】DELTA机器人;几何法;运动学正解;工作空间【作者】陈统书【作者单位】汕头大学工学院,广东汕头515063【正文语种】中文【中图分类】TP24DELTA机构由瑞士洛桑工学院Clavel提出，具有空间三个平移自由度。
机器人工作空间定义为，在结构限制下末端操作器能够达到的所有位置的集合。
求解工作空间是DELTA机器人数学建模和控制等必须解决的关键问题。
计算DELTA工作空间的传统方法有搜索法、作图法等。
文献[1]利用DELTA机器人的运动学反解方程，提出了一种工作空间的求法。
文献[2]通过CAD作为工具对DELTA的工作空间形状及体积进行确定。
文献[3][4]对DELTA机器人的期望工作空间进行了研究。
文献[5]仅仅是推导出DELTA工作空间中离散点求解过程，而没有很直观地将DELTA的工作空间表达出来。
本文介绍一种能直观表达DELTA工作空间大小的方法。
如图1所示，DELTA机器人由两个等边三角形平台组成，静平台的三条边通过三条相同的运动支链分别连接到动平台的三个边上。
每条运动链中均有一个由四个球铰与杆件构成的平行四边形闭环。
三个平行四边形闭环的应用保证了动平台与静平台始终保持平行，消除了动平台的转动自由度，保留了动平台三个平移自由度。
本文应用赵杰[5]等人在DELTA并联机器人运动学正解几何解法，对DELTA的工作空间进行初步研究。
