并联机器人构型方法

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并联delta机器人算法演示

特点
具有高刚度、高精度、高速度、高加速度等优点，同时具有结构紧凑、占用空间小、运动范围大等优点。
工作原理与结构
工作原理
并联delta机器人的工作原理是基于并联机构的运动学和动力学特性，通过控制各运动链的运动，实现机器人的整体运动。
结构
通常由底座、主动臂、从动臂和末端执行器等部分组成，其中主动臂和从动臂通常采用平行四边形机构或正弦机构。
05
并联delta机器人的未来发展
技术发展趋势
智能化
随着人工智能和机器学习技术的进步，并联delta机器人将更加智能化，能够自主进行任务规划和决策。
模块化设计
为了满足不同应用场景的需求，并联delta机器人的设计将趋向模块化，使得机器人的结构和功能更加灵活多变。
新材料应用
新型材料如碳纤维、钛合金等将在并联delta机器人的制造中得到广泛应用，提高机器人的强度和轻量化。
03
ห้องสมุดไป่ตู้并联delta机器人算法演示
演示准备
硬件设备
01
并联delta机器人、控制器、电源、电脑等。
软件工具
02
机器人算法演示软件、示波器等。
场地准备
03
宽敞的场地，以便于机器人移动和操作。
演示步骤
1. 连接硬件
将并联delta机器人与控制器、电脑等设备连接，确保电源和信号线连接正确。
2. 启动软件
并联delta机器人算法演示
汇报人： 202X-01-04
目录
• 并联delta机器人简介 • 并联delta机器人算法 • 并联delta机器人算法演示 • 并联delta机器人算法优化 • 并联delta机器人的未来发展

并联机构

并联机器人机构构型创新设计研究汪劲松.关立文.王立平.李铁民.提出一种并联机器人机构构型创新设计新方法——桁架推演法,该方法包括三个主要步骤:根据具体设计需求选择自由度为0的并联机构桁架,并选择适当的推演规则;在一定的约束条件下对桁架进行推演;对推演结果分析、判断和决策,得到新并联机构构型。

最后举例说明了桁架和推演规则等对并联机器人机构构型创新设计具有决定性影响的关键技术问题。

MATLAB 在并联机器人机构仿真中的应用运用Matlab语言给出了平面3RRR并联机构三维仿真实体模型的简单画法及三维实体模型的运动仿真,同时又运用微分法和影响系数两种算法仿真了机构的速度及加速度曲线,最后从仿真图中直接分析了机构的奇异位型点,并说明了文献[7]中运用新的性能分析方法所得出的机构尺寸变化对机构性能影响的结论的实用性。

这充分展现了Matlab的科学计算可视化技术在机器人领域的应用及发展前景。

一种6-6UHU并联机器人的设计和实验研究研制了一种新型结构的大工作空间6 6UHU并联机器人。

通过对虎克铰摆角极限对机器人工作空间的影响研究,在机构设计上解决了杆间干涉和下关节极限问题,简化了干涉检测算法,降低了运动控制算法的复杂性,并且增大了工作空间。

研制出基于DSP的多轴控制器PMAC卡的交流伺服电机控制系统和实验系统,并进行了实验。

给出了不同姿态下该机器人的工作空间分析。

仿真数据和实验结果表明,所研制的新型6 6UHU 并联机器人,结构精巧,工作空间大,动平台的倾斜角达到4 5°;同时具有高刚度、高精度、操作性能好等特点。

干涉防护系统能保证机器人在大工作空间机动运行情况3转动1移动并联机器人机构的结构综合房海蓉.方跃法.胡明.利用螺旋和反螺旋之间的互易关系,分析了给定机构运动自由度与支链约束之间的关系,提出了基于螺旋理论的4自由度并联机器人机构结构综合的一种方法.据此构造了3转动1移动4自由度并联机器人机构的可能支链类型,列举了多种新型对称机构和非对称机构.所提方法对其它少自由度并联机器人机构的结构综合具有普遍意义.并联机构激光加工系统创新设计孙会来.林树忠.李洪来.高铁红.提出了一种新型的两自由度并联平动机构 ,并将其成功的应用到YAG激光加工平台当中。

并联机器人构型方法 (1)

机器人机构设计中最重要的步骤之一是解决机构型综合的问题,机器人机构构型方法的研究具有十分重要的理论和实际意义,尤其是并联机器人的型综合方法一直以来都受到国内外许多研究学者的关注。在并联机器人机构的构型理论研究中,基于机构末端运动特征描述与机构需要完成的功能的简单有效的构型方法还缺乏系统的研究。
并联机器人机构构型方法研究
1-3-5基于集合的综合方法
高峰
[139]
使用复合铰链综合具有确定运动特征支链的方法综合了多种少自由度并联机构，并提出了
一种特殊的Plücker坐标，用于描述机构和支链的运动特征。在此基础上，宫金良、高峰
[140-142]
进的机器人机构构型分析方法，使用四种运动基（移动基、转动基、左螺旋基
定义并联机构中第j个分支总的自由度数为
j
C，则有下式成立
=1 =1
∑=∑
mg
j i
j i
C f (1.4)
将(1.4)代入(1.3)消去
i
f后得到
∑= +
m
j
j
C M d l (1.5)
对于分支运动链结构相同，且分支数等于机构自由度数的对称并联机构，又有以下条件成立
m = M且l = M−1 (1.6)
标记法、哈明数法、对称群理论、图论法等，这些理论研究积累了丰富的经验，综合并创新了多种机构
[77-83]
。到目前为止，已经形成了比较完善的平面机构构型理论和方法。
近年来，国内外机构型研究主要集中在并联机器人机构构型问题上。并联机构的结构属于空间多环
河北工业大学博士学位论文
11
度的非线性约束，才能确定动平台运动输出特性，而自由度的非线性约束增加了型综合的难度。
形统一描述基本运动副和串、并联机构末端执行器运动类型的理论框架。该方法可被认为是李群代数法

并联机器人原理

并联机器人原理1. 引言随着科技的不断发展，机器人在各个领域中的应用越来越广泛。

并联机器人作为机器人领域的一个重要分支，在工业自动化、医疗手术、航天等领域中发挥着重要作用。

本文将介绍并联机器人的原理、结构和应用，并从机构设计、运动学分析、动力学模型等方面进行深入探讨。

2. 并联机器人的定义和分类并联机器人是指由两个以上的机器人并联组成的机器人系统。

根据其结构和运动特点的不同，可以将并联机器人分为平台式并联机器人、串联式并联机器人和混联式并联机器人。

2.1 平台式并联机器人平台式并联机器人由一个移动平台和多个执行器组成，执行器通过机械连接装置连接到移动平台和工作台之间。

它具有高精度、高刚度和高灵活性的特点，在精密加工、装配和仿真等应用中得到广泛应用。

2.2 串联式并联机器人串联式并联机器人由多个运动杆件组成，杆件通过运动副连接在一起，形成一个连续链式结构。

串联式并联机器人通过杆件之间的相对运动实现工作台的运动，具有较大的工作空间和自由度，适用于需要较大工作范围和高精度运动的应用。

2.3 混联式并联机器人混联式并联机器人是平台式和串联式并联机器人的结合，既可以实现平台式并联机器人的高刚度和高精度，又能够实现串联式并联机器人的大工作空间和自由度。

混联式并联机器人在飞行器研究、空间站维修等领域具有广泛应用。

3. 并联机器人的机构设计并联机器人的机构设计是实现其运动特性的关键。

机构设计主要包括支撑结构、传动机构和执行机构。

3.1 支撑结构支撑结构是并联机器人的基础，负责支撑整个机器人系统的重量和载荷。

支撑结构应具有足够的刚度和稳定性，以保证机器人在工作过程中的精度和稳定性。

3.2 传动机构传动机构是实现并联机器人运动的关键组成部分，可以通过齿轮传动、皮带传动、链传动等方式实现。

传动机构应具有较高的传动精度和可靠性，以保证机器人的运动精度和稳定性。

3.3 执行机构执行机构是并联机器人的动力来源，可以是液压驱动、电动驱动或气动驱动等。

机器人机构学【ch06】并联机器人机构拓扑结构特征与综合培训教学课件

“
可分离活动度
当机构可以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对于机架的
位姿只是该子链内主动输入的函数时，该机构具有可分离活动度。
”
活动度类型与控制解耦原理
活动度类型判定准则如下： 1)当F个主动副位于同一个BKC的诸支路中时，机构具有完全活动度。
2)当F个主动副位于不同BKC的支路中时，机构具有部分活动度。
第六章
并联机器人机构拓扑结构特征与综合
工业和信息化部“十四五”规划教材
机器人机构学
01
并联机器人机构结构组成
并联机器人机构结构组成
并联机器人机构结构分解
如图6-1所示，任一基本回路数为v的并联机器人机构可视为由动平台、静平台以及两者之间并联的v+1 个单开链(SOC)支路组成。
并联机器人机构结构组成
本运动链(BKC)组成。
基本运动链判定准则
按照机构耦合度算法，机构被依次分解为1个SLC和v-1个SOC。
“
基本运动链的重要性质 1)基本回路数为v且只由R副组成的BKC类型只存在有限种。
”
多回路机构耦合度
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)并联机器人机构的混合单开链(HSOC)支路中包含BKC，有利于实现并联机器人机构控制解耦。
并联机器人机构结构组成
并联机器人机构结构组成
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。
并联机器人机构结构组成
更一般地，混合单开链可由并联机器人机构(单回路机器人机构可视为回路数为1的并联机器人机构)串联若干运动副和连杆组成，如图6-3(a)、(b)所示。

并联机器人的机构设计

零件旳设计与选型1 定平台旳设计定平台又称基座, 在构造中属于固定旳, 具体旳参数见图一, 厚度20cm。

定平台旳等效圆半径为210mm。

材料选用铸铁, 锻造加工, 开口处磨削加工保证精度。

最后进行打孔旳工艺。

图一定平台设计图2 驱动杆旳设计具体参数为长* 厚* 宽: 880mm*10mm*20mm。

孔旳参数为φ10*10mm。

材料用铝合金, 设计为杆式, 质量小, 经济, 同步也满足载荷条件。

图二驱动杆旳设计图3 从动杆旳设计具体参数为长* 宽* 高: 620*20*10mm。

孔参数为φ10*10mm。

材料选用铝合金。

图三从动杆旳设计图4 动平台旳设计参数如下图, 考虑到重量因素, 采用铝合金, 切削加工。

动平台旳等效圆半径为50mm, 分布角为21.5°。

图四动平台旳设计图5 链接销旳设计45号钢, 为积极杆和定平台旳连接销: φ9*66mm。

6 球铰链旳选型目前, 大多数旳Delta机构旳积极杆与从动杆旳链接方式为球铰链旳链接。

球型连接铰链是用于自动控制中旳执行器与调节机构旳连接附件。

它采用了球型轴承构造具有控制灵活、精确、扭转角度大旳长处, 由于该铰链安装、调节以便、安全可靠。

因此, 它广泛地应用在电力、石油化工、冶金、矿山、轻纺等工业旳自动控制系统中。

球铰链由于选用了球型轴承构造, 能灵活旳承受来自各异面旳压力。

本文选用球铰链设计, 是重要由于球铰链旳可控性, 以及构造简朴, 易于装配。

且有较好旳可维护性。

本文选用了伯纳德旳SD 系列球铰链, 相对运动角为60°。

7 垫圈旳选型此处我们选用原则件。

GB/T 97.1 10‐140HV , 10.5*1.6mm。

8 电机旳选型本设计旳Delta 机器人, 重要面向工业中轻载旳场合, 例如封装饼干等。

因此, 如下做电动机旳选型解决。

由于需要对角度旳精确控制, 因此决定选用伺服电机。

交流伺服电机有如下特点: 启动转矩大, 运营范畴广, 无自转现象, 正常运转旳伺服电动机, 只要失去控制电压, 电机立即停止运转, 这也是Delta 机构需要旳。

delta并联机器人的结构

Delta并联机器人的结构1. 概述Delta并联机器人是一种由三个或更多个执行机构构成的机器人系统。

它的设计灵感来自于三角测量，通过运动学原理实现高速、高精度的运动。

delta并联机器人在工业自动化领域得到了广泛的应用，特别适用于高速、精密的装配、搬运、包装等操作。

2. 结构组成Delta并联机器人由以下几个基本组成部分构成： - 基座：机器人的底座，用于支撑整个机器人系统。

- 垂直立柱：连接基座与臂部，使机器人具备垂直运动能力。

- 臂部：由三个或更多个臂片构成，臂片通过球节连接，使得机器人具有平面内的运动能力。

- 运动控制系统：包括伺服电机和驱动器，用于控制机器人的运动。

- 末端执行器：根据具体应用可以是夹具、工具或传感器等，用于完成具体的操作任务。

3. 工作原理Delta并联机器人采用并联结构，通过伺服电机和驱动器控制机械臂的运动。

机械臂上的臂片通过球节连接，形成一个类似三角形的结构。

通过改变各个臂片间的关系，可以控制机械臂的位姿和姿态，实现多自由度的运动。

Delta并联机器人的运动是基于三角测量原理的。

通过控制各个臂片的伸缩，可以实现机械臂的平面内的位置控制。

通过改变各个臂片的角度，可以实现机械臂的姿态控制。

运动控制系统通过对伺服电机的控制，控制机械臂的运动轨迹和速度，实现精准的运动控制。

4. 优点与应用Delta并联机器人具有以下几个优点： 1. 高速：由于采用并联结构，机械臂可以在高速下进行运动，适用于需要快速完成操作的场景。

2. 高精度：机械臂的运动由伺服电机和驱动器控制，具有较高的精度和重复性，适用于对精度要求较高的操作。

3. 多自由度：机械臂具有多个关节，可以实现复杂的运动轨迹和姿态控制，适用于灵活的操作。

4. 可靠性高：机械臂结构简单，由少量的部件组成，故障率低，可靠性高。

Delta并联机器人在工业自动化领域得到了广泛的应用，特别适用于以下场景： - 高速装配：由于机械臂的高速和精度，可以用于快速的装配操作，提高生产效率。

并联Delta机器人算法演示

并联Delta算法演示请参考以下范本：正文：1、引言本文档演示了并联Delta的算法及其应用。

并联Delta是一种多关节，由多个执行器组成，具有高度灵活性和精确性。

本文将介绍Delta的运动学模型、逆运动学求解算法以及实际应用案例。

2、Delta的运动学模型2.1 结构Delta由三个并联的杆臂组成，每个杆臂上装有一根长度可调的连杆。

三个杆臂通过球形关节连接到一个固定的基座上，形成一个三角形结构。

2.2 坐标系与关节角度Delta采用笛卡尔坐标系描述的位姿。

每个杆臂的长度、连杆的最大伸缩范围以及杆臂和基座之间的相对位置等参数需要提前进行标定。

2.3 运动学正解Delta的运动学正解是指根据给定的关节角度，计算末端执行器的位姿。

运动学正解可以很容易地通过正向计算得到，即将给定的关节角度代入的运动学模型方程求解。

3、Delta的逆运动学求解算法3.1 雅各比转置法逆运动学问题是指根据给定的末端执行器的位姿，计算相应的关节角度。

Delta的逆运动学问题可以通过雅各比转置法来求解。

该方法利用的雅各比矩阵进行迭代计算，直到得到满足位姿要求的关节角度。

3.2 优化算法除了雅各比转置法外，还有一些优化算法可以用于求解Delta 的逆运动学问题。

这些算法可以根据不同的需求选择不同的目标函数，通过优化算法来求解关节角度。

4、应用案例4.1 窗户玻璃安装Delta可以应用于窗户玻璃的自动安装。

通过对玻璃的尺寸和位置进行扫描，计算出关节角度，从而实现自动安装。

4.2 高精度拧紧螺栓Delta的高精度定位和灵活性使其适用于拧紧螺栓的应用。

通过计算出螺栓的位置和角度，Delta可以精确地控制拧紧力度。

附录：本文档涉及附件：1、Delta运动学模型方程2、Delta逆运动学求解算法代码示例法律名词及注释：1、并联：指多个执行器或传动系统同时起作用的机构或装置。

2、运动学：研究物体运动的力学学科。

3、逆运动学：已知末端位置，求解各个关节的位置和角度。

并联机器人的设计讲义

并联机器人的设计讲义并联机器人是一种由多个自由度机械臂通过并联机构连接并协同运动的机器人系统。

它通过将多个自由度机械臂的末端连接在同一平面上或在三维空间内，实现更高自由度的运动灵活性和操作精度。

本文将介绍并联机器人的设计讲义。

一、机器人整体结构设计1.机器人基座和支撑结构：机器人的基座是机器人的主要支撑结构，需要具备足够的稳定性和刚度。

基座采用高强度材料制造，并结合有限元分析进行优化设计；2.并联机构设计：并联机构是机器人的核心构件，用于连接多个自由度机械臂。

设计并联机构时需要考虑运动灵活性和刚度之间的平衡，以及机构的可制造性；3.自由度机械臂设计：自由度机械臂是并联机器人的执行器，用于完成各种操作任务。

机械臂的设计需要考虑负载能力、工作范围和操作精度等因素；4.控制系统设计：机器人的控制系统包括传感器、控制算法和驱动器等。

根据任务需求选择合适的传感器和控制算法，并设计相应的驱动系统。

二、运动学建模与分析1.机器人的运动学建模：通过建立机器人的联动关系和几何条件，得到机器人各个运动部件之间的运动学方程；2.运动学分析：利用运动学方程分析机器人的位置、速度和加速度等运动特性，包括正逆运动学分析和运动学仿真。

三、动力学建模与分析1.动力学建模：通过建立机器人的动力学方程，研究机器人在执行任务过程中的力矩、力和加速度等动力学特性；2.动力学分析：利用动力学方程分析机器人的受力、运动规律和运动过程中的惯性力等特性；四、控制系统设计1.模型驱动控制：根据机器人的动力学和运动学模型，设计相应的控制算法，实现对机器人的运动控制；2.传感器选择和数据采集：根据任务需求选择合适的传感器，如力传感器、位置传感器等，并设计数据采集系统；3.控制器设计：设计合适的控制器来实现对机器人的高精度控制，并选择合适的驱动器来驱动机器人的各个关节；4.控制算法优化：根据实际应用需求，对控制算法进行优化和改进，提高机器人的运动控制性能。

并联机器人01

模块化多结构并联组合机器人
机器人本体采用模块化设计，通过传动链的不同组合方式，可以重构出6-SPS伸缩式六
自由度并联机器人、6-PSS滑块式六自由度并联机器人、6-PSS剪式六自由度并联机器人、
3-Delta型三平动式并联机器人，是进行变脸继前日恩结构学与动力学研究的理想平台。

结构一：6-SPS伸缩式六自由度并联机器人结构二：6-PSS滑块式六自由度并联机器人
结构三：6-PSS剪式六自由度并联机器人结构四：3-Delta型三平动式并联机器人
重构
形式一：6-SPS伸缩式
重构形式三：6-PSS剪式
重构形式四：3-Delta型。

并联机器人

①
①表示的是移动副，表明其方向与约束力是正交的
第二种情况：sTso 0 sTs 1
$ˆ
s s0
a,
b,
c,
p
d,
qT
a2 b2 c2 1
p d(bnr cmr ) cf clr anr
②
q d(amr blr ) af clr anr
, , and
②表示的是转动副，并且转动副轴线要与给定的约
s
ls
力螺旋：角速度：线速度：纯力偶：
W
f c
f $ˆ
f
so
s ls
Ω
ω vo
$ˆ
s so
V
0 v
v$ˆ
v
0
s
C
0
c
c$ˆ
c0s
纯力：
W
f
c0
f $ˆ
f
s
so
反螺旋：
$T$r 0
$T S4 S5 S6 S1 S2 S3
$T$r S4Sr1 S5Sr2 S6Sr3 S1Sr4 S2Sr5 S3Sr6
m=F=3 L=2
C1 C2 C3 4F 3 9
3 Ck 3
可能的分支结构：
RRR,RRP, RPR, PRR, RPP, PRP,PPR.
四、球面并联机器人结构 (l=3)
结构特点：所有的转动副轴线相交于一点，此点即为动平台的转动中心
五、空间并联机器人结构 (l=6)
1、三自由度平动并联机器人（1）三自由度并联机器人基本类型
$ a$1 b$2 c$3 d$4 e$5
a,
b,
c,
dmr enr f , lr
d,

并联机器人构型

并联机器人的构型1、转动副轴线切向分布的3-RPS并联机器人图所示为一种典型的3-RPS并联机器人,三个支链中的转动关节轴线共面分布，同时相切于三角形外接圆。

在初始位形时动平台能实现一维的移动,也可以绕动平台三个球钱中心所确定平面内的任意线矢量转动。

图1-并联机构简图2、立方体3-RPS并联机器人图所示的3-RPS并联机器人将三个支链的转动轴线两两正交布置。

其中Si为通过Si且平行于ai的线矢量。

由于Si是通过Si且满足si〃ai 的线矢量,其中i=l,2,3,显然si、s2和s3是空间异面线矢量。

对于这种支链布置方式,在初始位形时动平台只能绕pl、p2和p3三个独立的线矢量转动，因此它仍具有三维运动特征。

3、一类新型空间6自由度并联机器人机构图3图4(b)图5(b)设计过程如下：StePI选取能够实现动平台运动输出为2平移-1转动的平面三自由度并联机器人机构,选取结果如图3所示。

Step2根据并联机器人一般设计原则可知:驱动装置不应安置在动平台上，即图1中的3个转动副Ri(i=l,2,3)均不能直接作为主动副.因此,应对图1所示的平面三自由度并联机器人机构进行必要的改进,改进后的结果如图4所示.其中，图4(a)中的3个移动副Pi(i=l,2,3)均为主动副;图4(b)中的3个平面副Ei(i=l,2,3)均为主动副。

Step3选择适当的支路(或运动链)来连接动、静平台,确保该空间并联机器人机构可以实现各种需要空间运动(即升降、俯仰和偏转运动)；并对设计出来的结果进行分析、判断和优选,得到了满足设计要求的2种新型空间并联机器人机构,其结构简图如图5所示。

4、CT导航并联机器人构型本机构由2个链连接了动静平台,而且2个支链可以组成一个闭链。

满足了并联机器人构件内在联系的定义。

驱动为四驱动并行输入。

从整体上看,该并联机构为单闭链并联机器人机构。

此机构的运动副分布在两平行平面内，而且输入驱动副为螺旋副。

并联机器人构型方法

机器人机构设计中最重要的步骤之一是解决机构型综合的问题,机器人机构构型方法的研究具有十分重要的理论和实际意义,尤其是并联机器人的型综合方法一直以来都受到国内外许多研究学者的关注。

在并联机器人机构的构型理论研究中,基于机构末端运动特征描述与机构需要完成的功能的简单有效的构型方法还缺乏系统的研究。

并联机器人机构构型方法研究8多自由度机构，其构型综合是一个非常具有挑战性的难题。

目前国内外主要有 5 种并联机构的型综合研究方法，即：基于机构的结构公式的构型方法、基于螺旋理论的综合方法、基于群论和微分几何的综合方法、基于单开链的型综合方法以及基于集合的综合方法。

1-3-1 基于机构的结构公式的构型方法基于机构的结构公式（即自由度计算公式）的构型方法是比较传统的一种并联机构的型综合方法。

Tsai[84]在1999 年用基于计算自由度的Grübler-Kutzbach 公式的列举法综合了一类三自由度并联机构。

基于并联机构自由度计算的一般Grübler-Kutzbach 公式为( )11== −− + ∑giiM d n g f (1.1)式中M 为机构的自由度数；d 为机构的阶；n 为机构的杆件数(包括机架)；g 为运动副数；if 为第i 个运动副的自由度数。

当给定机构的自由度数M 后，根据(1.1)寻求机构的每个分支运动链的运动副数。

并联机构属于空间多环机构，其独立环路数l 可以由下式给出l = g − n +1 (1.2)该式即为著名的欧拉环路公式。

将上式带入(1.1)中，可得到=1∑= +giif M d l (1.3)定义并联机构中第j 个分支总的自由度数为jC ，则有下式成立=1 =1∑ =∑mgj ij iC f (1.4)将(1.4)代入(1.3)消去if 后得到∑= +mjjC M d l (1.5)对于分支运动链结构相同，且分支数等于机构自由度数的对称并联机构，又有以下条件成立m = M且l = M −1 (1.6)把(1.6)代入(1.5)消去l 后得到= − +1jdC dM(1.7)由上式在已知d 和M 时，可以得到分支运动链的自由度数jC ，从而给出分支运动链。

并联Delta机器人算法演示

动态规划优化
利用动态规划技术，对算法进行优化，以减少计算量和时间复杂度。
并行计算优化
将算法中的计算任务进行并行处理，提高算法的计算速度和效率。
算法稳定性优化
鲁棒性增强
通过增加算法的鲁棒性，降低外部干扰和异常情况对算法稳定性的影响。
自适应调整
根据实际情况对算法参数进行自适应调整，以提高算法的适应性和稳定性。
运动学算法
01
02
03
运动学正解
根据机器人的连杆长度和关节角度，计算末端执行器的位置和姿态。
运动学反解
已知末端执行器的位置和姿态，求解机器人的关节角度。
运动学算法的应用
用于机器人的轨迹规划和运动控制，实现精确的位置和姿态控制。
动力学算法
动力学正解
根据机器人的质量、惯性参数和关节力矩，计算机器人的动态运
控制系统
配置并联delta机器人的控制系统，包括控制器、驱动器、通信模块等。
编程环境
安装并配置机器人算法演示所需的编程环境，如MATLAB、ROS等。
运动学算法演示
运动学建模
01
建立并联delta机器人的运动学模型，包括连杆长度、关节角度
等参数。
正运动学
02
根据给定的目标位置和姿态，计算出机器人各关节的运动参数。
并联delta机器人算法演示
目录
• 并联delta机器人简介 • 并联delta机器人算法基础 • 并联delta机器人算法实现 • 并联delta机器人算法演示 • 并联delta机器人算法优化
01 并联delta机器人简介
并联delta机器人的定义
定义
并联delta机器人是一种具有并联结构的机器人，通常由三个或更多完全相同的分支组成，每个分支的长度和角度都可以独立调整。

并联机器人构型方法

并联机器人机构构型方法研究多自由度机构，其构型综合是一个非常具有挑战性地难题.目前国内外主要有种并联机构地型综合研究方法，即：基于机构地结构公式地构型方法、基于螺旋理论地综合方法、基于群论和微分几何地综合方法、基于单开链地型综合方法以及基于集合地综合方法.基于机构地结构公式地构型方法基于机构地结构公式（即自由度计算公式）地构型方法是比较传统地一种并联机构地型综合方法.[]在年用基于计算自由度地ü公式地列举法综合了一类三自由度并联机构. 文档收集自网络，仅用于个人学习基于并联机构自由度计算地一般ü公式为( )−−∑()式中为机构地自由度数；为机构地阶；为机构地杆件数(包括机架)；为运动副数；为第个运动副地自由度数.当给定机构地自由度数后，根据()寻求机构地每个分支运动链地运动副数.并联机构属于空间多环机构，其独立环路数可以由下式给出−()该式即为著名地欧拉环路公式.将上式带入()中，可得到∑()定义并联机构中第个分支总地自由度数为，则有下式成立∑ ∑()将()代入()消去后得到∑()对于分支运动链结构相同，且分支数等于机构自由度数地对称并联机构，又有以下条件成立且−()把()代入()消去后得到−()由上式在已知和时，可以得到分支运动链地自由度数，从而给出分支运动链.例如，，时，由式()可得，分支运动链可以是、、等. 并联机器人机构构型方法研究寻找可以生成{ }地分支运动链，此时可利用位移子群乘法运算地封闭性获得不同结构地分支.é和等较早将李群理论引入并联机构型综合. 年，é[]基于位移群地代数结构对运动链进行了分类，证明了所有六种低副所生成地运动都是位移子群，还给出了另外六种位移子群以及子群间交集地运算法则，奠定了位移子群以及子群间交集地运算法则和位移子群综合法地理论基础.之后，é等人[]分析了位移子群及其对应地李代数，认为并联机构动平台地位移群是所有串联分支地位移群地交集，先后用位移子群综合法研究了三自由度移动并联机构、三自由度球面并联机构、非对称无过约束球面并联机构、非对称地和三自由度并联机构地型综合，并将这种方文档收集自网络，仅用于个人学习法发展至和型单链地并联机构综合问题上.他指出，李群代数文档收集自网络，仅用于个人学习方法可以系统地解释一些人们所熟悉地并联机构运动.此外，李秦川等[]运用李群和李代数概念对三自由度移动并联机构以及型五自由度机构地型综合进行了系统地分析，综合出数种三自由度移动并联机构和型五自由度并联机构；并进一步提出基于李群地位移流形综合理论，综合出多种少自由度并联机构.[]运用群地理论提出了构造并联机构地型、型、型铰链.位移子群综合法地优点在于可以给出具有确定几何关系地分支运动链以及用多个分支运动链构造并联机构时地几何条件，而且位移子群代表地是连续运动，得到地机构都是非瞬时机构.然而，刚体地大多数运动并不具有群地代数结构，这种方法“由于必须保持群地代数结构而应用有限”[]，例如，两移动三转动、三移动两转动、一移动三转动、两移动两转动、一移动两转动文档收集自网络，仅用于个人学习和两移动一转动均无对应地位移子群.李泽湘等[]运用李群和李代数对少自由度并联机构地综合和分析建立一套严格准确地几何理论，并提出了微分几何综合法，通过同时研究()地代数和微分几何性质，提供了一个用李群和子流形统一描述基本运动副和串、并联机构末端执行器运动类型地理论框架.该方法可被认为是李群代数法地完全推广，是一种一般性综合方法，可以综合包含李子群和子流形运动类型在内地所有并联机构.基于单开链（）地综合方法杨廷力等[]提出基于单开链地并联机器人机构地构型方法，该方法地基本思想是以单开链支路为结构综合单元，先构造单开链，确定其运动输出特征矩阵，然后对构成并联机构每个单开链地运动输出特征矩阵求交集，根据得到地交集来确定动平台地自由度及其类型，从而综合所期望地并联机构.在综合过程中充分考虑了运动副地等效性原理，即用平行四边形机构替代副，用平行四边形机构替代副可以改善并联机构地有关性能，如快速运动、提高机构效率等，用圆柱副替代、文档收集自网络，仅用于个人学习副，综合出了种新型三平移并联机构，种新型三平移一转动并联机构和种新型三平移两转文档收集自网络，仅用于个人学习动并联机构.基于单开链地综合方法将机构地综合分为两个部分，一是运动输出特征矩阵地求交，另一个是自由度地非线性约束.方位特征矩阵地交运算是动平台运动输出地必要条件，只有同时考虑线性运算和自由河北工业大学博士学位论文文档收集自网络，仅用于个人学习但随着研究地深入，人们发现这种列举法还存在一些问题，如[]在年年会地特邀主题报告指出，列举法“未考虑运动副地几何布置，容易得出无效地结果”.这些问题归纳起来包括：() 不能综合出具有指定自由度性质地并联机构.() 机构地阶地取值难以确定，从而限制了应用范围.一般认为，六自由度并联机构地阶数为，而平面机构和球面机构地阶数为.() 没有考虑冗余约束.() 无法给出综合出地分支运动链中各运动副间地相对几何关系和所有分支间地几何关系. () 无法判别得到地机构是否为瞬时机构.基于螺旋理论地综合方法螺旋理论是空间机构学研究中非常重要地数学工具[].黄真、. . 和. . 等基于运动螺旋、约束螺旋、反螺旋和螺旋系线性相关性等概念，提出用约束力反螺旋理论研究并联机构地型综合方法.该方法通过在某一个特定位置使所有支链地约束力形成地子空间叠加之后等于理想运动在该点切空间地补空间，从而使移动平台在该点附近能实现给定运动.黄真、赵铁石、李秦川等[]给出了少自由度并联机器人机构地型综合原理，在国际上首次综合出了国际权威认为不存在地具有连续运动地五自由度对称并联机构.赵铁石等[]进一步提出约束螺旋综合理论地思路、少自由度并联机构型综合地螺旋法以及输入选择原理，并综合出分支中不含闭环子链地三移一转四自由度并联机构.于靖军、赵铁石[]等人应用螺旋理论系统研究了三维平动并联机构型综合方法. 和[]基于螺旋理论研究了三自由度球面并联机构、三自由度移动并联机构、三移一转四自由度并联机构和五自由度并联机构地型综合.方跃法和[]运用反螺旋理论综合出一类三自由度球面并联机构，并描述了动平台具有球面运动地几何条件；并综合出一类由相同支链构成地四自由度和五自由度并联机构.由于运动螺旋和力螺旋本身都是瞬时地，它们只能描述物体瞬时状态下地运动和约束，所以约束综合法本质上属于瞬时范畴，需要对其得到地机构进行非瞬时性地判别.基于群论和微分几何地综合方法目前，李群和李代数理论也广泛地应用于机构地运动分析、机器人分析和控制方面.位移子群综合法地基本思想是并联机构动平台运动生成地位移子群是所有分支运动生成地运动子群地交集，记动平台地运动生成地位移子群为{ }，机构中第个分支运动链生成地位移子群为{ }.把分支中所有运动副都看成是单自由度运动副地组合，则{ }是这些单自由度运动副生成地位移子群地积.型综合地问题就可以归结为已知{ }，寻求未知地{ }及相应几何条件，使之保证{ } { }∩.在{ }确定后，§机器人机构构型方法研究现状机构地创新是机械设计中永恒地主题，人们要设计出新颖、合理、有用地并联机器人机构，有丰富地实践经验，而且要熟悉机构地组成原理.机构是由运动副和构件按一定地方式连接而成地.机构组成原理是机构类型研究地复杂而困难地问题[].机器人机构学是机器人科学地基础，很多空间机构及机械领域问题地发展都有赖于空间机构分析问题地解决[].在机器人机构设计中最重要地步骤之一就是解决机构型综合地问题.机构型综合主要研究地内容为机构需要完成地“任务空间”基本功能特性与类型地数学描述、机构地自由度计算原理、机构地运动副类型、机构地支链类型、机构地构型原理与数学描述方法.在平面机构构型理论方面，比较典型地综合方法包括杆组法、二杆链转化法、对偶图法、文档收集自网络，仅用于个人学习标记法、哈明数法、对称群理论、图论法等，这些理论研究积累了丰富地经验，综合并创新了多种机构[].到目前为止，已经形成了比较完善地平面机构构型理论和方法.近年来，国内外机构型研究主要集中在并联机器人机构构型问题上.并联机构地结构属于空间多环河北工业大学博士学位论文度地非线性约束，才能确定动平台运动输出特性，而自由度地非线性约束增加了型综合地难度.基于集合地综合方法高峰[]使用复合铰链综合具有确定运动特征支链地方法综合了多种少自由度并联机构，并提出了一种特殊地ü坐标，用于描述机构和支链地运动特征.在此基础上，宫金良、高峰[]进一步提出了基于运动基和集地机器人机构构型分析方法，使用四种运动基（移动基、转动基、左螺旋基和右螺旋基）作为机器人末端运动特征描述地最小要素，提出了包括移动单元、转动单元等在内地种运动单元，它们是构成机器人机构末端运动特征地最小功能单位，并建立了运动单元地加法和求交法则，对支链与机构地运动特征进行了详尽地描述，然而其加法与求交算法较为晦涩难懂.§本文主要研究内容及意义课题研究意义由以上分析可知，上述构型理论统一地观点认为，机器人机构地型综合是指在给定机构地期度条件下，寻求机构地具体结构，包括运动副在空间地布置和所有分支运动链地布置，运动副地数目、支链地数目等.然而，随着各种新型机器人机构地大量涌现，仅仅用自由度来描述所要构型地机器人机构就显得很不全面.因此，机器人机构地构型理论首先要建立在对其末端运动特征和末端运动约束特征地准确描述上，在机构地构型理论研究中，机构需要完成地“任务空间”基本功能特性与类型地数学描述与其算法地简单有效地机构构型原理还缺乏系统地研究.机器人机构地功能与机器人地机构拓扑构型间存在着非常重要地关系，机器人构型地分析与综合就是要寻求机构构型与机器人末端性能间地一种映射关系，显然，找到这种映射关系并对其进行描述对机器人机构构型地分析与研究将提供崭新地思路，同时坐标系地概念也将不复存在.基于此，本文在文献[]地基础之上，进一步研究基于集地并联机器人机构构型方法，利用该方法研究各类并联机器人机构地型综合，该方法地提出为机构构型研究提供了一种新地思路，对并联机构构型方法具有一定地指导作用.该构型方法地研究不仅有助于对现有机构地综合与分析，而且对发现新机构形式起着一定地指导作用，为机械创新提供了一个很方便地手段，并且对少自由度并联微动机器人、多维力与力矩传感器、仿生机器人、并联机床等高科技产品地研究和开发具有重要地意义. 研究内容本文研究一种并联机器人机构构型新方法，即基于集地并联机器人机构构型方法，利用该方法研究了具有二维六维运动特征地并联机器人机构地型综合.本文主要研究内容包括：第一章回顾并联机构研究及应用现状，简介并联机器人机构构型理论及研究现状，分析现有理论地侧重点，综述本课题地研究意义和主要内容.第二章介绍集地基本概念及其定义，研究集地分类，提出确定运动特征地定义及空间旋转运动行星定理.定义集地求交与加法运算，着重分析并建立求交与求和算法.研究基于集地机器人机构构型方法，详细阐述了基于集地并联机器人机构构型方法及其特点，给出使用该方法进行并联机器人机构型综合地具体步骤.第三章列举具有二维六维确定运动特征地各类支链，每种运动支链具有唯一地集表达式与之对应，这些运动支链是后续并联机构构型研究地基础.第四章使用基于集地并联机器人机构构型方法研究三类具有二维运动特征（即、、）及四类具有三维运动特征（即、、和）地并联机器人机构地型综合，系统揭示各文档收集自网络，仅用于个人学习类二维与三维并联机器人机构地结构条件，列举出多种机构形式.第五章使用基于集地并联机器人机构构型方法研究三类具有四维运动特征（即、、）地并联机器人机构地型综合，系统揭示各类四维并联机器人机构地结构条件，列举出多种机构形式.第六章使用基于集地并联机器人机构构型方法研究两类具有五维运动特征（即、）和六维运动特征（）地并联机器人机构地型综合，系统揭示各类五维及六维并联机器人机构地结构条件，列举出多种机构形式.第七章提出基于集地并联机器人机构末端特征地分析方法，分析三种并联机器人机构及一种锻造操作机地末端运动特征，验证该方法地正确性和有效性.最后是全文结论.。

并联机器人综述

并联综述并联综述1.简介1.1 背景并联是指由多个机械臂以并联的方式连接在一起，通过共享载荷、合作操作的一种系统。

其具有高刚性、高精度、高承载能力等特点，被广泛应用于工业自动化领域。

1.2 目的本文旨在介绍并联的基本概念、结构组成、工作原理以及应用领域，以便读者能够全面了解并联的特点和优势。

2.结构组成2.1 机械臂并联的核心部件是机械臂，通常由多个关节组成。

每个关节都装有驱动器和传感器，用于控制机械臂的运动和感知周围环境。

2.2 连杆和连杆驱动系统机械臂之间通过连杆连接，连杆驱动系统用于控制连杆的运动，从而实现机械臂的协同运动。

2.3 控制系统控制系统是并联的大脑，通过控制算法和传感器反馈信号，实现对机械臂的精确控制。

3.工作原理3.1 平台运动并联的机械臂通过连杆和关节传递力和运动，实现平台的运动。

平台的运动可以是平移或旋转，取决于机械臂的结构。

3.2 协作操作通过控制系统的协调控制，多个机械臂能够实现协作操作。

例如，可以通过分担负荷的方式，提高的承载能力；或者通过协同动作，完成复杂的任务。

4.应用领域4.1 制造业并联在制造业中被广泛应用于装配、焊接、喷涂等工序，能够提高生产效率和产品质量。

4.2 医疗领域并联在医疗领域中被用于手术操作，具有高精度、稳定性好的优点，减轻了医生的劳动强度。

4.3 物流领域并联在物流领域中能够完成货物的搬运、分拣等工作，提高了物流效率。

4.4 其他领域并联还可以应用于航空航天、冶金、矿山等领域，发挥更多的作用。

5.附件本文档涉及的附件详见附件部分。

6.法律名词及注释6.1 并联：由多个机械臂以并联的方式连接在一起，通过共享载荷、合作操作的一种系统。

6.2 关节：机械臂上的可转动连接部件，用于实现机械臂的运动。

6.3 传感器：用于感知机械臂周围环境的装置，能够提供位置、力量、力矩等信息。

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