机器人组织学 课件 【ch06】并联机器人组织拓扑结构特征与归纳pptx

发布时间：2023-11-17 11:08:26   来源：安博电竞

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  并联机器人组织拓扑结构特征与归纳工业与信息化部“十四五”规划教材机器人组织学第六章 01并联机器人组织结构组成 如图6-1所示，任一根本回路数为v的并联机器人组织可视为由动渠道、静渠道和两者之间并联的v+1个单开链(SOC)支路组成。并联机器人组织结构组成并联机器人组织结构分化 需求阐明的是，单回路机器人组织也能够视为两支路并联机器人组织，可用并联机器人组织的理论做多元化的剖析。但一般来说，因为单回路机器人组织不指定输出杆件，而并联机器人组织指定动渠道作为输出杆件，这导致拓扑结构剖析办法不相同。并联机器人组织结构组成 单开链支路：由R副与P副组成的SOC结构类型及其运动输出特征矩阵MS如表4-3所示。并联机器人组织结构组成支路根本类型 并联机器人组织结构组成 混合单开链支路及其等效单开链：含有回路的开链称为混合单开链，如图6-2(a)所示。并联机器人组织结构组成 更一般地，混合单开链可由并联机器人组织(单回路机器人组织可视为回路数为1的并联机器人组织)串联若干运动副和连杆组成，如图6-3(a)、(b)所示。并联机器人组织结构组成 HSOC的常用并联机器人组织及其运动输出特性如表6-1所示。并联机器人组织结构组成 1)支路为单开链时，用单开链结构组成的符号表明；支路为混合单开链时，用其等效单开链结构组成的符号表明。2)静渠道上运动副轴线方位(平行、重合、共点、共面、笔直等)的符号与单开链结构组成的符号表明办法相同。3)动渠道运动副轴线方位的符号表明与静渠道相同。并联机器人组织结构组成并联机器人组织结构组成的符号表明 02组织活动度 活动度公式依照界说，并联机器人组织活动度公式为 式中，F为组织活动度；fi为第i个运动副的自由度；m为运动副数；ξ为组织位移方程组的独立位移方程数，即方程组的秩，确认ξ将触及非线性代数方程组相关性断定这一难题。组织活动度 一般虚束缚及其断定由组织运动副轴线方位的特别装备类型(轴线恒重合、恒平行、恒共点、恒共面与恒笔直及其组合)所发生的虚束缚，称为一般虚束缚。标准型组织均归于此类。虚束缚类型及其断定组织活动度 特别虚束缚及其断定：由组织连杆标准参数之间的特定函数联系所发生的虚束缚，称为特别虚束缚。例如，图6-6(a)所示的二回路平面组织组织活动度 消沉运动副及其断定并联机器人组织消沉运动副界说与单回路机器人组织的界说是相同的，即对活动度F0的并联机器人组织，若某运动副(或运动副某自由度)不存在相对运动，则称该运动副(或运动副某自由度)为消沉运动副(或运动副消沉自由度)。组织活动度 03并联机器人组织运动输出 并联机器人组织运动输出特征矩阵运动输出特征矩阵并联机器人组织运动输出连杆(动渠道)的位姿(位移输出特征矩阵MPa)是组织运动输入的函数，即(式6-5)并联机器人组织运动输出 若并联机器人组织运动输出特征矩阵MPa元素的独立运动输出数为ξPa，则只要ξPa个独立运动输出可完成规划所希望的运动输出；而(6-ξPa)个非独立运动输出总随同希望运动输出呈现。并联机器人组织拓扑结构的规划方针之一就是在完成希望运动输出的一起，非希望输出为常量。希望运动输出与非希望运动输出并联机器人组织运动输出 运动输入-输出的操控解耦性若式(6-5)的每个输出变量均为一切自动输入θ1～θF的函数，称输入、输出变量之间为强耦合；若某输出变量仅仅部分输入变量的函数，则称输入、输出变量之间为部分操控解耦；当输入-输出变量之间有一一对应联系时，称为彻底操控解耦，如下式所示。并联机器人组织运动输出 并联机器人组织运动输出特征方程支路数为N的并联机器人组织，每一条支路的机架与输出连杆分别是并联机器人组织静、动渠道的一部分。因而，动渠道在N条支路的一起束缚下运动。并联机器人组织运动输出 交运算具有如下用处：1)已知支路结构类型及其在两渠道之间的装备方位，确认并联机器人组织运动输出特征矩阵。2)已知并联机器人组织运动输出特征矩阵与支路结构类型，确认支路在两渠道之间的装备方位。并联机器人组织运动输出 过程1 确认组织活动度F。过程2 断定并删去消沉运动副或运动副消沉自由度。过程3 树立动、静渠道的坐标系。并联机器人组织运动输出运动输出特征矩阵的确认 过程4 确认各支路运动输出特征矩阵MS。过程5 确认并联机器人组织运动输出特征矩阵MPa。过程6 确认并联机器人组织运动输出特征矩阵的独立运动输出元素。并联机器人组织运动输出 假如将自动副放在运动杆件上，驱动电机及传动体系会添加机械体系的惯量，削弱体系的动态功能。因而，在并联机器人拓扑结构规划中经常将自动副放在静渠道，以改进体系的操控功能。支路运动副在静渠道的装备并联机器人组织运动输出 04多回路组织耦合度 一般来说，并联机器人组织除了单回路外都归于多回路组织，为提醒多回路组织运动学及动力学与组织拓扑结构之间的内在联系，这儿给出多回路组织结构组成的另一种表述。多回路组织结构组成多回路组织耦合度 运动链束缚度与组织耦合度运动链束缚度△j由前述可知，根本回路数为v的多回路组织可视为由一个SLC与v-1个SOC顺次衔接而成，则第j个运动链对组织的束缚度△j界说为多回路组织耦合度 组织耦合度关于多回路组织，其耦合度界说为多回路组织耦合度 多回路组织的根本运动链构成恣意一个多回路组织可视为由F个自由度为1的自动副(Jd[F])与若干个根本运动链(BKC)组成。根本运动链断定原则依照组织耦合度算法，组织被顺次分化为1个SLC和v-1个SOC。根本运动链的重要性质1)根本回路数为v且只由R副组成的BKC类型只存在有限种。“”多回路组织耦合度 根本运动链及其断定 2)每一种BKC的运动学正解(包括复数解)数目NBKC是一不变量，v=1～3的平面BKC的NBKC如表6-2所示。3)并联机器人组织的混合单开链(HSOC)支路中包括BKC，有利于完成并联机器人组织操控解耦。多回路组织耦合度 05活动度类型与操控解耦原理 彻底活动度当组织任一从动连杆相关于机架的位姿是一切自动输入的函数时(从动件位姿依托一切自动输入才干确认)，该组织具有彻底活动度。部分活动度当组织的部分从动连杆相关于机架的位姿仅仅部分自动输入的函数时，该组织具有部分活动度。可分离活动度当组织能够分割为两个或多个独立的运动子链，且每个子链的从动连杆相关于机架的位姿仅仅该子链内自动输入的函数时，该组织具有可分离活动度。“”活动度

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