三自由度移動(dòng)副解耦并聯(lián)機(jī)器人基礎(chǔ)理論

谷廣明 谷曉翠 楊揚(yáng)

摘 要：并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有累積誤差小、控制精度高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有強(qiáng)耦合性，會(huì)使運(yùn)動(dòng)學(xué)求解過程變得很復(fù)雜。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)能夠解耦，會(huì)使得輸入和輸出變量之間存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，能極大的降低并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及制造難度。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的解耦程度越高，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越方便，機(jī)構(gòu)精度也越高。本文對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行分析，簡(jiǎn)化控制問題。

關(guān)鍵詞：并聯(lián)機(jī)構(gòu);拓?fù)潢P(guān)系;簡(jiǎn)化控制

1 引言

串聯(lián)機(jī)構(gòu)是指多個(gè)單自由度的機(jī)構(gòu)順序聯(lián)接，兩個(gè)相連機(jī)構(gòu)的聯(lián)接點(diǎn)設(shè)在前置機(jī)構(gòu)的構(gòu)件上。在并聯(lián)機(jī)構(gòu)中，固定端和活動(dòng)端通過至少兩個(gè)以并聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)，相對(duì)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)鏈連接，機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)以上自由度的閉環(huán)機(jī)構(gòu)。

2 基礎(chǔ)理論

2.1關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)綜合過程

關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)綜合的主要步驟如下：

首先對(duì)各支路結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)造，再確定并聯(lián)機(jī)構(gòu)支路的數(shù)目。

確定機(jī)構(gòu)支路組合方案;由自由度公式確定基本回路的分配方案;對(duì)回路結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行確認(rèn);若輸入輸出之間為部分解耦，則某些運(yùn)動(dòng)輸出僅為部分輸入變量的函數(shù);完全解耦的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)輸入與輸出之間存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3 結(jié)論

目前已經(jīng)存在很多成熟的理論來(lái)分析六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，很多研究機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行研究，隨著科學(xué)理論的不斷發(fā)展，越來(lái)越多科學(xué)研究者發(fā)現(xiàn)少自由度的機(jī)構(gòu)在幾何結(jié)構(gòu)和控制理論等方面都相對(duì)簡(jiǎn)單。

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