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安博电竞BX2-800 高速并联工业机器人
Stewart并联机器人的独特优势和应用范围
发布时间：2023-10-27 15:12:12 来源：安博电竞
机器人分为串联机器人、并联机器人和混合机器人三大类别。其中，并联机器人由一些闭环运动链组成，有两种经典构型：Delta机器人和Stewart机器人。
Delta并联机器人在上世纪90年代才真正引起广泛注意，具有刚度高、速度快、柔性强、重量轻等优点。在食品、医药、电子等轻工业中应用最为广泛，在物料的搬运、包装、分拣等方面有着无可比拟的优势。近年来，随着在市场中的应用日益广泛，并联机器人已成为工业机器人需求增长的新生力量。
目前来看，并联机器人基数尚小，相较于传统串联机器人市场，参与的玩家不多，国际企业包括ABB、发那科、博力实、欧姆龙等，中国企业包括勃肯特、阿童木、华盛控、李群等。高工产研机器人研究所（GGII）数据显示，2019年，中国市场DELTA销量4620台，同比增长30．14%，其市场产值规模5．94亿元，同比增长12．50%。GGII预计，作为工业机器人的细分赛道，Delta并联机器人市场足够支撑起每年10亿级的市场需求。
相较于Delta机器人的火热，Stewart机器人作为世界上出现的第一种并联机器人，其应用场景一直没有得到充分挖掘。
Stewart机器人拥有六自由度，有六条支链，每条支链的两端为球副，中间由一移动副联接两杆。
Stewart机器人最初由Gough在1947年发明，被用于检测各种载荷条件下的轮胎磨损。将Stewart与Gough联系在一起是源于Stewart在1965年发表的一篇论文中，提及了Gough的工作和这种平台的图像，这篇论文对并联机器人运动学的发展产生了重要的影响。基于此，这类构型的并联机器人也被称为Gough-Stewart机器人。
在学术上，Stewart机器人也是最经典的并联机器人构型。大学课本里介绍并联机器人，第一个例子大多是Stewart机器人;教材中对并联机器人进行运动学和动力学计算举例，大多也会以Stewart机器人为例，足见Stewart机器人在并联机器人中的地位。
1、重载：这也是并联机构普遍的优势，但是Stewart机器人优势尤其明显。理由很简单，它有六条 “腿”，动平台和负载的重量被分散到了六条支链上。有研究显示，在具有相同负载能力的情况下，Stewart机器人的重量大约是传统六自由度串联机器人重量的1/20;
2、全自由度：Stewart机器人拥有完整的六个自由度，所以其动平台在工作空间内理论上可以完成任意位姿的运动。
Stewart机器人由于其构型和自由度的特点，也有其先天不足，限制着其进一步发展，其缺点如下：
1、没有正解解析解：由于其具有六个自由度和构型的特点，现在还没有求解出其运动学正解的解析解，所以其现在很难实现像Delta机器人一样的高精度运动（delta机器人可以求解出其运动学正解的解析解）;
2、奇异位型复杂：由于自由度多，Stewart机器人的奇异位型十分复杂，现在学术界已经求解出它的8种奇异位型，其中第8种奇异位型于2004年被求解出来，彼时距离Stewart发表的论文已经过去了半个世纪，也就是说，可能还有奇异位型未被发现;
3、没有工作空间的解析解：由于学术界还没有求解出Stewart机器人的解析解，所以其工作空间也没有解析解，现在通用的方法是使用蒙特卡洛法搜索。工作空间小原本就是并联机器人的一大缺点，而Stewart机器人又没有工作空间解析解，对于Stewart机器人的应用就更加不利了。
正是由于Stewart机器人的这些优缺点，Stewart机器人常被用于模拟台、摇摆台领域，例如飞行模拟器、地震模拟台、舰船模拟台、汽车模拟台等;在民用方面的应用包括电影座椅等。这类工况一般都希望平台有六个自由度，重载，但是运动的速度比较低，同时对运动的精度要求不高。
现在国内传统的生产Stewart平台相关产品的企业主要有天津鼎成、福云天翼、大连瑞新、星光凯明、武汉华之洋等。
天津鼎成高新技术产业有限公司，是天津工程机械研究院全资子公司，由原天工所军工处于1999年改制而来，隶属于中国机械工业集团有限公司，其产品以串联摇摆台和六自由度并联摇摆台为主。
大连瑞信摇摆台科技有限公司，其前身为哈尔滨工业大学流体传动及控制教研室，公司于2001年创建，主营二、三、六自由度并联摇摆台。
天津福云天翼科技有限公司，是哈尔滨工业大学电液伺服仿线年创建而成的独资公司，主营各种模拟台及三、六自由度并联摇摆台。
综合来看，现有的摇摆台玩家一般发源于研究所，或者由具备国家军工背景的企业衍生而来，这些企业或长期和军方打交道，或本身就是国家的军工企业，同时本身也有一定的科研能力，所以有资格，也有能力分享摇摆台这块“蛋糕”。一般的民营机器人企业由于没有上述优势，所以通常不将摇摆台作为研发重点。
机器人企业最大的优势在于其控制技术。由于Stewart机器人使用场景对精度一般要求不高，运动较简单，将传统的机器人控制算法
2、重载的要求：和Delta机器人的应用场景不同，Stewart机器人常用于重载的工况，其安装方式与Delta也不同，它的定平台在下，动平台在上。动平台上的负载，可能是一艘军舰，可能是一架飞机，也可能是一辆坦克。负载可能为几吨、几十吨甚至上百吨。工况的突然转变，也会对公司带来全新的挑战;
但是由于资质问题，出现的合作情况更可能是传统的摇摆台企业占主动权。在合作中，摇摆台企业以自己的资质参加投标，机器人企业作为摇摆台企业的一个乙方参与其中。在实际项目中，摇摆台企业负责机械设计、铰点位置确定（机器人企业也可参与其中）、加工工艺，而机器人企业可以负责控制算法、机器人位置标定等工作。
元器件。也可应用于多种的运动模拟以及高精度定位场所。Stewart类机器人用于高铁行进模拟场合。责任编辑：gt
，能够胜任10KG的有效负载的自动化任务，工作半径可达1333mm，适用于大
、大负载的作业任务，可应用于工厂自动化、汽车、3C、医疗、电力、科研、教育等多个行业、多场景的自动化需求。
领域打出一片天地，自身必须要有过硬的技术实力。 勃肯特就是拥有自主技术的
的基础上, 设计完成了以微机、无刷直流电机、PCI 接口测控卡为基础的控制系
勃肯特销售总监张明表示，无论是食品、医药、日化还是半导体、面板等行业，产业链均处于快速更新期，新厂投资建设步伐加快，对
进化之路》主题演讲。他从技术创新、应用创新角度出发，分析如何打造出类拔萃的国产
，英文名为Parallel Mechanism，简称PM，可以定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以
机构综合设计是一个复杂而困难的问题。机构性能指标是这些问题的关键，主要包括：奇异位形，工作空间，各向同性与灵活度，力传递性能，刚度，速度与加速度等。
是指动平台和定平台，通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或者两个以上的自由度，以
市场销量约620台，2015年销量约970台，2016年销量约1100台。2017年，销售额约为2790台，2018年的销量约为3650台。2019年
需求增长的新生力量。 GGII数据显示，2019年，DELTA销量约4620台，同比增长30.14%，其市场产值规模5.94亿元，同比增长12.50%。 未来，
需求增长的新生力量。 GGII数据显示，2019年，DELTA销量约4620台，同比增长30.14%，其市场产值规模5.94亿元，同比增长12.50%。 未来，
产业联盟筹备磋商会在西青开发区圆满落下帷幕。本次活动由天津西青经济技术开发区主办，聚集了勃肯特
在国际上叫做Delta Robot、Parallel Robot、Pick and place machine，在国内也被称为蜘蛛手
，目前主要由ABB在上海的工厂生产。此外，2018年，ABB宣布斥资1.5亿美元在上海建造
一般需要外配视觉，视觉成本比较高，加之较高的品牌溢价，IRB 360在市场上的售价也长期居高不下。
提供商CodianRobotics的收购，该公司聚焦高精度拾放应用领域，产品包括卫生级产线设计，尤其适用于食品饮料、制药等卫生敏感型行业。通过此项交易，ABB正在加速其在持续增长的
产业发展蓝皮书》（以下简称：蓝皮书），并于2020年9月17日下午1300，在上海工博会高工
中国区汽车整车产品线在上海工博会进行了全方位的展示，不论是从汽车本身出发，还是从ABB
在汽车业务领域的创新和未来发展的方向出发，都给出了我们一个明确的方向。 ABB
新品发布会在工博会8.1H C204全球首发。勃肯特董事长王岳超，高工
的生产企业数量也较少，但是其在航空、金属加工、食品等行业的市场占有率并不低。 2019年全球经济形势动荡较大，影响了汽车和3C行业
的运动结构，然后分析了一些运动的问题，如正向和逆向的运动学，速度，和奇异点。对工作和装配
美国研究人员13日在《美国国家科学院院刊》发表论文称，他们利用活蛙细胞设计并组装了一种活体
由于食品制造和医药行业的特殊性，使其对产线设备的清洁卫生、速度节拍、拾取目标多样性等方面有特别要求，
广泛应用于食品制造和医药行业的分拣、装箱、装盒、取件、自动检测等领域。
在上世纪的90年代就已经有所应用了，主要在医药、电子等轻工业使用作为广泛，
有着承载能力大；精度高；占用空间小；速度快；耐磨损等特点。这对于需要高精度的工业生产来说是个很好的选择。
位置的模糊PID控制性能进行仿真。通过研究得出，从最低升到最高处的阶跃响应的峰值响应时间约为0.25 s，稳态误差小于0.01 m，其控制器比例系数在衰减后上升，最后稳定在2.68附近，积分参数起时为0，在0.05 s时迅速上升，最后稳定在0.08附近。
市场销售约为620台，2015年销售约为970台，2016年销售约为1100台，2017年销售约为2790台，2018年销售约为3650台，年均以50%的增速发展，因此初步预计2019年
平台以其特有的大刚度、高精度和高载荷自重比等特点，适用于高精度、大载荷且对工作空间的要求相对较小的场合。
发明于20世纪80年代，发明人为Reyrnond Clavel。这种新型
，正在开拓各行业的应用场景，每年的安装量在快速增长中。据相关数据统计，以中国大陆的市场为例，2014年
近年来，随着同行业内各个企业之间的竞争形势日益激烈，人力成本的不断上升，越来越多的传统制造企业愿意把更多工业
引入工厂，进一步提升工业生产效率，促进产业结构的智能化调整。在这个过程中，
仅仅是非常细分的小众领域，甚至将其称为“暂时被国际厂家遗忘的角落”，不过在
，英文名为Parallel Mechanism，简称PM，可以定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以
调试技术趋向快速、简便的方向发展。秉承不断创新突破自我的勃肯特，在11月正式通过拖动示教在
， 但在某些场合2～5 个自由度即可满足使用要求， 这类少于6 自由度
市场基本上由发那科、爱德普、ABB等企业占据，国产化率基本稳定在25%左右。在外资品牌加快对中国
的研发工作，性能实验均已达标，并将正式推向市场，这是继今年5月成功上市自有串并混联5轴的研发与投产后的又一举措。
，诞生较晚，市场规模较小。但外资加紧对中国市场布局，国内企业竞争激烈。
5月份勃肯特自主研发串并混联5轴、前几天智慧工厂的投产仪式的现场还在眼前，近日，勃肯特又正式对外宣布直驱
同步耦合误差控制理论，提出了一种非线性同步控制方法。首先，利用李雅普诺夫稳定性理论，对提出的控制方法进行稳定性
位置的模糊PID控制性能进行仿真。通过研究得出，从最低升到最高处的阶跃响应的峰值响应时间约为0.25 s，稳态误差小于0.01 m，其控制器比例系数在衰减后上升，最后稳定在2.68附近，积分参数起时为0，在0.05 s时迅速上升，最后稳定在0.08附近。
在各个交叉领域的应用越来越广泛。并且加之柔性自动化装配具有的数字化、自动化、集成化等特点，因此面向柔性自动化装配的各类
技术的瓶颈，在实际应用中采用的广义几何法和方程组的数值解法等，不但推导过程非常复杂，而且在求解
的高精度轨迹跟踪控制。该非线性 P ID 控制器由两个二阶非线性微分提供高质量的微分信号， 并采用非线
机构其动平台的独立输出运动数小于6。近十多年来，该类机构成为研究的一个热点。这是由于少自由度
来讲，具有刚度强、精度高、自重负荷比小、速度高等显著的优点;但也有其不足之处，如同样的结构尺寸，
构的操作器一直占主导地位，它结构简单，工作空间大，因而获得广泛应用。与之相比，
本论文以螺旋理论为基础，提出一种系统的结构综合方法。根据各条支链对运动平台所提供的反螺旋约束的线性关系，研究了构成五自由度
机构的各条支链所有可能的运动副组合以及它们的空间几何条件。利用这一方法，设计出一组结构对称的五自由度
构工作空间相对比较大的特点，其工作空间往往比较小，以至于不适合工作空间较大的工业
工作空间的影响因素,以支腿长度约束、支腿与动平台交汇条件以及支腿与动平台夹角限制为约束条件,并采用快速极坐标搜索法确定了3-RPR
冗余驱动控制方法首先将系统动力学方程投影到位形空间并采用计算力矩方法设计期望的控制输入然后构造位形空间与驱动力空间之间的映射以求解冗余输入优化问
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系统的机构、控制分析的基础上，于设计阶段引入正逆向求解，适当的限定条件保证了坐标变换和运动轨迹规划的唯一性，
，采用带分离干扰补偿器的离散变结构控制器。仿真结果表明该算法解决了传统变结构控制在数字实现时的抖振问题，且系统抗
