专题一并联机器人的研究现状及其应用主讲人杨文亮
并联机器人研究的进展与现状
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联 机 器 人 才 被广 为 注 意 ， 成 了新 的 热 点 ， 多 大 型 并 许 会 议 均设 多个 专题 讨 论 ， 国际 上 的 著 名学 者 有 ｗａｌ ｒ —
ｄ ｏ Ｒｏ ｈ ｒ ｎ， ｔ Ｇｏｓ ｅ ｉ ｓ ｌｎ，Ｆｅ ｏ ｎｔ ｎ，Ｍ ｅ ｌ ｔ ｒ ｅ Ａｎｇｅｅ Ｓｕ ｌｓ ｇｉ
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并 联 机 器 人研 究 的 进 展 与 现 状
陈 学 生 陈在 礼 孔 民秀
（ 尔 滨 Ｔ业 大 学 机 械 电子 Ｔ 程 教 研 室 哈 哈尔滨 １００ 人 是 一 类 全 新 的 机 器 人 ， 具 有 刚 度 大 、 载 能 力 强 、 差 小 、 度 高 、 它 承 误 精 自重 负 荷 比小 、 力 性 动
并联机器人机构研究概述
基金项目：河南理工大学青年基金资助项目（１３３１１１）并联机器人机构研究概述张跃敏，谢刚（河南理工大学机械与动力工程学院，河南焦作４５４００３）工业机器人自１９６０年代初问世以来，得到十分迅速的发展，已广泛应用于各个工业领域以及服务行业、医疗卫生等方面。
在工业（串联）机器人方兴未艾时，又出现了一种全新的并联机器人种类。
并联机器人与串联机器人相比具有结构刚度大、承载能力强、运动精度高以及位置反解简单和力反馈控制方便等诸多优点［１，２］，近年来，被广泛应用到航天器对接装置、雷达定向装置以及虚拟轴高速并联机床。
由于其卓越的运动学和动力学性能以及潜在的工业应用前景，吸引了世界范围内的众多学者对它的研究与开发。
本文对其中并联机器人机构的研究现状与成果进行概述。
１并联机器人机构的研究现状并联机器人的研究大致分为两类：一类是并联机器人机构分析，包括对已经存在的并联机器人进行机构学、运动学、动力学、运动控制、路径规划，智能设计等的研究。
其应用领域主要有：并连机床、飞行模拟器、空间飞行对接机构、装配生产线、卫星天线换向装置、海军舰艇观测台、天文望远镜跟踪定位系统、动感娱乐平台以及医疗设备。
并联机构学与运动学分析主要研究并联机器人的运动学、奇异位形、工作空间等方面，是并联机器人控制和应用研究的基础。
并联机器人动力学分析的方法很多，主要有：拉格朗日法、牛顿－欧拉法、高斯法、凯恩法等。
由于并联机构的复杂性，目前有关对并联机器人的研究大都集中在机构学方面，而对于动力学的研究相对较少。
另一类即是并联机器人机构综合，也就是寻找作为机械承载本体的新机构类型。
本质上，机构综合是最具原始创新的工作［２］。
最初，这一研究课题严重依赖设计者的经验，直觉和灵感。
因此，在研究的过程中没有可靠的方法和科学的步骤来遵循。
综合出的机构不具备完整的系统性和规律性，导致了机构综合困难很大且成果不多。
因此，许多学者在致力于寻找一种具有普遍意义的机构综合方法。
并联机器人的研究现状与发展趋势
并联机器人的研究现状与发展趋势近年来，并联机器人的研究与发展取得了显著的进展。
并联机器人是指由多个运动链并联组成的机器人系统，其灵活度和精度相对较高。
本文将从研究现状和发展趋势两个方面探讨并联机器人领域的最新进展。
一、研究现状目前，对并联机器人的研究主要集中在以下几个方面。
1. 动力学建模与控制并联机器人的动力学建模与控制是研究的重点之一。
通过建立准确的动力学模型，可以为控制算法的设计提供依据。
同时，研究者也在探索适用于并联机器人的高效控制策略，以提高系统的运动性能和稳定性。
2. 仿真与优化设计借助计算机仿真技术，研究者可以对并联机器人进行各种仿真实验，并对其性能进行评估和优化设计。
仿真技术不仅提高了研究效率，还能降低实验成本，为机器人设计与控制提供理论依据。
3. 感知与认知并联机器人作为一种高度智能化的机器人系统，对外部环境的感知与认知显得尤为重要。
当前的研究方向主要包括机器视觉、力觉传感、环境感知等方面，旨在提高并联机器人的自主感知和认知能力，以更好地适应复杂的工作环境。
4. 应用研究并联机器人在工业生产、医疗手术、教育培训等领域都有广泛的应用前景。
目前，国内外研究机构和企业已经开始对并联机器人在各个领域的应用进行探索，并取得了一些令人瞩目的成果。
二、发展趋势未来，并联机器人领域有几个明显的发展趋势。
1. 多功能化随着技术的不断进步，未来并联机器人将具备更多的功能。
例如，在医疗领域，可以用于辅助手术、康复治疗等多个方面。
在工业生产中，可以用于灵活制造、装配与搬运等任务。
多功能化将使并联机器人更加灵活、智能，能够适应更多的应用场景。
2. 网络化并联机器人的网络化是未来的趋势之一。
通过与其他机器人、设备的互联互通，可以实现信息的共享与协同。
这将提高机器人的工作效率，加强机器人系统的整体协调能力，进一步推动机器人在实际应用中的普及和发展。
3. 人机协作人机协作是机器人发展的重要方向之一。
未来的并联机器人将具备更高的安全性和智能性，能够与人类进行无缝协作。
并联机器人研究现状
二、并联机器人控制策略的发展趋 势
由于并联机器人所属工作环境的多样 化，在实际的控制过程中．会出现更多的 不确定因素。随着高速高精度并联机器人 的发展和应用．并联机器人的实用性和智 能性将得到进一步提高。在机器人控制中， 各种鲁棒控制方法将变得越来越明显。基 于并联机器人的复杂非线性系统，需要采 用分散控制与鲁棒控制、自适应控制和智 能控制相结合的方法，使并联机器人的研 究不断深入。
３工作空间 工作空间为机器人的操作器端点能达 到的全部点集合．它也是机器人的一个重 要性能指标。影响工作空间的主要因素 是：杆长：由于杆的长度受其自身结构 的限制。其长度必须满足：几何方法是 单个开链终端杆的参考点轨迹。利用球 面将其工作空间的边界构造问题简化为 １ ２个球面的交集问题。在Ｍｕ…ｅ的基础 上．引入了铰链约束。并进行了类似的 工作。因此。在实际应用中。以下问题 更具意义：给出三维空间中姿态角的范 围或姿态参数。给出了一个轨迹，无论 是在相应的工作空间中，ＭｅＬｅＬｅ提出 了一些简化思想，使得这个问题可以通 过两个步骤来解决。 ４奇异形位 国内外学者很早就开始对奇异位形研 究。当移动平台围绕６个杆的交叉点旋 转时，Ｈｕｎｔ发现了奇异的位置。当并联 机构处于奇异位置时，会出现冗余自由度
并联机器人控制技术研究与应用
并联机器人控制技术研究与应用随着科技的不断进步与人类社会的快速发展，机器人在工业生产、医疗护理、教育培训等领域中扮演着越来越重要的角色。
并联机器人作为一种重要的机器人形态，具有高精度、高刚度等优点，在工业制造领域中得到广泛应用。
本文将探讨并联机器人控制技术的研究和应用。
首先，我们需要了解什么是并联机器人。
并联机器人是指由两个或多个机械臂通过共同的工作台实现协同作业的机器人系统。
相比于串联机器人，它具有更高的稳定性和精度，并且能够承受更大的负载。
此外，由于并联机器人的结构特点，它具备更灵活的运动能力，能够完成更加复杂的操作任务。
在并联机器人控制技术的研究中，一个重要的方向是运动控制。
并联机器人的运动控制主要包括位置控制和力控制两种方式。
位置控制是通过控制机器人关节的角度或位置来实现末端执行器的精确定位；而力控制则是通过传感器感知外界力或力矩，使用闭环控制技术来控制机器人的力输出。
这些控制方法可以有效地满足不同操作需求，提高生产效率和产品质量。
另一个研究方向是运动规划。
并联机器人的运动规划旨在确定机器人的轨迹和姿态，以完成特定的操作任务。
运动规划问题可以形式化为求解逆运动学、轨迹规划和轨迹跟踪等子问题。
逆运动学问题是指已知末端执行器的位置和姿态，求解机器人关节的角度或位置；轨迹规划问题是指规划机器人的运动轨迹，使得其能够在特定约束下完成任务；轨迹跟踪问题则是保持机器人执行轨迹时的稳定性和准确性。
运动规划的研究是为了提高机器人的操作能力和灵活性。
此外，并联机器人的控制技术还涉及到感知与导航、人机交互、智能控制等多个方面。
通过感知与导航技术，机器人可以获取周围环境的信息，并实现自主导航和位置定位。
人机交互技术使得人类与机器人可以进行自然的沟通与合作，提高工作效率和人机界面的友好性。
智能控制技术通过集成机器学习和人工智能算法，使得机器人可以自主学习和优化控制策略，适应不同的操作场景。
在应用层面，并联机器人的应用已经覆盖了多个领域。
并联机器人行业调研报告
并联机器人行业调研报告并联机器人是一种具有多个执行机构，可以同时完成多个任务的机器人系统。
与串联机器人相比，它具有更高的生产效率和更广泛的适用性。
在过去的几年中，随着技术的不断进步，一个不断发展的并联机器人行业正逐渐形成。
本文将对该行业进行调研，并就其发展现状、应用领域、市场前景等方面进行分析。
首先，目前并联机器人行业正迅速发展。
随着自动化技术的不断推进和人工智能的不断发展，越来越多的企业开始使用并联机器人来完成生产线上的任务。
与传统的串联机器人相比，它们具有更高的生产速度和更大的木材范围，可以完成更复杂的任务。
并联机器人行业的快速发展为企业提高生产效率提供了更多的选择。
其次，并联机器人在多个领域有着广泛的应用。
目前，它们主要应用于制造业、医疗、服务业等领域。
在制造业中，它们可用于完成产品的组装、搬运、焊接等工作。
在医疗领域，它们可用于手术辅助、康复训练等任务。
在服务业中，它们可用于餐厅服务、接待等工作。
并联机器人在这些领域的应用，不仅提高了工作效率，还减少了人工成本，使得企业更加具有竞争力。
此外，并联机器人行业的市场前景也十分广阔。
根据市场调研机构的数据显示，到2025年，全球并联机器人市场预计将达到数十亿美元。
这一庞大的市场规模将带来巨大的商机。
并联机器人行业的发展也将推动相关行业的进步，如传感器技术、控制算法等领域将会得到更多的关注和投资。
然而，并联机器人行业也面临一些挑战和问题。
首先，技术的不断进步和竞争的加剧，使得并联机器人的性能要求不断提高。
企业需要投入更多的研发资源来提升产品的竞争力。
此外，由于并联机器人的复杂性，其维护和运维成本也相对较高，这也是企业在选择使用并联机器人时需要考虑的问题之一。
综上所述，随着自动化技术的不断进步，并联机器人行业正迅速发展。
其在制造业、医疗、服务业等领域有着广泛的应用，市场前景广阔。
然而，该行业也面临一些挑战和问题。
未来，我们可以预见并联机器人将在更多领域中发挥重要作用，并推动相关技术的发展。
并联机器人综述论文
并联机器人综述论文院系：聊城大学东昌学院机电工程系专业：机械设计制造及其自动化班级：10本二姓名：姜丽梅学号：20100020749并联机器人综述论文摘要并联机器人是一类全新的机器人,它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点,在21世纪将有广阔的发展前景。
本文根据掌握的大量并联机器人文献，对非对称3平动3ＵＰＵ并联机器人在运动学、动力学、机构性能分析等方面的主要研究成果、进展进行了阐述，同时阐述了非对称3平动3ＵＰＵ并联机器人在国内外的发展状况以及并联机器人构型设计原则关键词平动 3自由度并联机器人一、课题国内外现状及研究的主要成果少自由度并联机器人由于其驱动元件少、造价低、结构紧凑而有较高的实用价值，更具有较好的应用前景，因此少自由度的并联机器人的设计理论的研究和应用领域的拓展成为并联机器人的研究热点之一。
研究少自由度并联机构最早的学者应属澳大利亚著名机构学教授 Hunt ,在1983年,他就列举了平面并联机构、空间三自由度3-rps并联机构，但对四，五自由度并联机构未作详细阐述。
在Hunt之后,不断有学者提出新的少自由度并联机构机型。
在少自由度并联机构机型的研究中,三维平移并联机构得到广泛的重视。
clavel提出了一种可实现纯平运动三自由度Delta 并联机器人,在Delta机构的支链中采用平行四边形机构约束动平台的3个转动自由度。
Tsai提出的Delta机构完全采用回转副，并通过转轴的偏移扩大了Delta机构的工作空间。
在 Tricept并联机床上采用的构型是由 Neumann发明的一种具有3个可控位置自由度的并联机构，该机构的突出特点是带有导向装置,采用3个内副驱动支链并由导向装置约束动平台。
Tsai 通过自由度分析提取支链的运动学特征,系统研究了并联机构的综合问题,特别研究了一类实现三自由度平动的并联机构。
Rasim Alizade于2004年提出基于平台类型和联接平台的形式和类型进行分类的一种并联机构的结构综合和分类的新方法和公式,并综合出具有单平台和多平台的纯并联和串并联复联机构.我国燕山大学的黄真教授及其团队除了研制出解耦微型6维力传感器和微动机械，设计出一种新的高精度的机构方案外,还率先对少自由度并联机器人的基础理静刚度和精度.上海交大的高峰教授2002年运用复合副的概念来组合已知自由度数和自由度类型的支链,通过支链输出杆特殊的Plucker坐标来综合2-自由度的机器人。
并联机器人研究的进展与现状
文章编号:1002-0446(2002)05-0464-07并联机器人研究的进展与现状X陈学生 陈在礼 孔民秀(哈尔滨工业大学机械电子工程教研室 哈尔滨 150001)摘 要:并联机器人是一类全新的机器人,它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点,在21世纪将有广阔的发展前景。
本文根据掌握的大量并联机器人文献,对其在运动学、动力学、机构性能分析等方面的主要研究成果、进展以及尚未解决的问题进行了阐述。
关键词:并联机器人;运动学;动力学中图分类号: T P24 文献标识码: BRECENT DEVELOPMENT AND CURRENT STATUSOF STEWART PLATFORM RESEARCHCHEN Xue-sheng CHEN Zai-li KONG M in-x iu(M echanism E lectronic Eng ineer ing spe cialty,H arbin I nstitute of T echnology,150001) Abstract:T he r ecent dev elo pm ent and curr ent status of the St ewar t platfor m r esea rch ar e descr ibed her e.W ith the discussio ns o f some o f the recent r esults o n kinema tics,dy namics,perfo rmance analy sis,the open pr oblems in parallel manipulator resear ch are identified. Keywords:stew art platfor m,kinematics,dynamics,per for mance analy sis1 引言(Introduction)并联机器人是一类全新的机器人,它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点,与目前广泛应用的串联机器人在应用上构成互补关系,因而扩大了整个机器人的应用领域。
并联机器人的研究和应用进展
并联机器人的研究和应用进展随着科学技术的不断进步，机器人技术也日新月异。
其中，并联机器人作为机器人技术的一个重要分支，在各个领域中发挥着越来越重要的作用。
本文将探讨并联机器人的研究和应用进展，以展示这一领域的最新成就和前景。
## 1. 简介并联机器人，又称并联机构机器人，是一类具有多个执行器连接到同一终端执行器的机器人系统。
这种机器人具有独特的机构和控制方法，使其在许多应用领域中具有广泛的潜力。
现在，让我们深入探讨并联机器人技术的研究和应用进展。
## 2. 研究进展### 2.1 动力学建模在并联机器人的研究领域，动力学建模一直是一个重要的课题。
近年来，研究人员取得了显著的进展，以更好地理解这些机器人系统的动力学特性。
通过精确的数学建模和仿真，他们能够优化控制算法，提高机器人的性能和精度。
### 2.2 传感技术传感技术在并联机器人的应用中起着关键作用。
随着传感器技术的不断改进，机器人可以更好地感知其周围环境，实现更高级别的自主操作。
视觉、力觉和红外传感器等先进传感器的应用使机器人更加适应各种任务，包括协作制造和医疗手术。
### 2.3 控制方法并联机器人的控制方法也在不断发展。
传统的PID控制方法已被更先进的控制算法所取代，如模糊逻辑控制、神经网络控制和强化学习等。
这些新方法使机器人在复杂任务中表现更加出色，提高了其自主性和适应性。
### 2.4 软硬件集成随着计算机和机器人硬件的不断进步，软硬件集成变得更加紧密。
现代并联机器人系统通常使用高性能计算机和实时控制器，以确保其在高速、高精度任务中的卓越性能。
这种集成有助于机器人更好地理解和适应其环境。
## 3. 应用领域### 3.1 制造业在制造业中，并联机器人被广泛应用于装配、焊接、涂装和零部件处理等任务。
它们的高精度和快速执行能力使其成为自动化生产线的重要组成部分。
### 3.2 医疗领域在医疗领域，机器人手术已经成为常规。
并联机器人的高精度和稳定性使其能够执行微创手术，减少患者的恢复时间和风险。
并联机器人的应用
并联机器人的应用在当今高度自动化的工业生产领域，机器人的应用越来越广泛。
其中，并联机器人以其独特的结构和性能优势，在众多领域发挥着重要作用。
并联机器人，顾名思义，是由多个并行的连杆组成的机器人。
与传统的串联机器人相比，它具有更高的速度、精度和刚性。
这使得它在一些对运动性能要求苛刻的应用场景中表现出色。
在食品包装行业，并联机器人得到了广泛的应用。
我们在超市中看到的那些整齐排列、包装精美的食品，很多都是由并联机器人完成包装的。
以巧克力的包装为例，并联机器人能够以极高的速度和精度抓取巧克力，并将其准确地放入包装盒中。
其快速的动作和精准的定位，不仅提高了包装效率，还保证了产品的质量和卫生。
而且，并联机器人可以适应不同形状和大小的食品，具有很强的通用性。
在电子制造业，并联机器人同样大显身手。
随着电子产品越来越小型化和精细化，对生产过程中的组装和检测精度要求也越来越高。
并联机器人能够在微小的空间内进行精确操作，比如将微小的电子元件快速、准确地安装到电路板上。
在手机生产线上，并联机器人可以负责屏幕的贴合、零部件的组装等工作。
其高速度和高精度的特点，有效地提高了生产效率，降低了次品率，满足了电子制造业大规模生产的需求。
医药行业也是并联机器人的重要应用领域之一。
在药品的生产和包装过程中，需要严格的卫生标准和高精度的操作。
并联机器人可以在无菌环境中工作，完成药品的分拣、灌装和包装等任务。
它的快速和精准能够确保药品的质量和安全性，同时提高生产效率，满足市场对药品的大量需求。
在物流领域，并联机器人的应用也逐渐兴起。
随着电商行业的迅速发展，物流配送的速度和准确性成为了关键。
并联机器人可以在仓库中快速地分拣货物，将不同的物品准确地放置到相应的位置。
在快递包裹的分拣中，它能够根据包裹的目的地和重量等信息，迅速地进行分类和搬运，大大提高了物流的效率和准确性。
除了上述行业，并联机器人在汽车制造、航空航天等领域也有着重要的应用。
在汽车制造中，它可以参与汽车零部件的装配和检测；在航空航天领域，能够对精密零部件进行加工和组装。
并联机器人的理论及应用研究
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并联机器人运动性能的研究现状及发展趋势
第52卷第3期2020年6月Vol.52No.3Jun.2020南京航空航天大学学报Journal of Nanjing University of Aeronautics&Astronautics并联机器人运动性能的研究现状及发展趋势叶鹏达1，尤晶晶1,2，仇鑫1，王林康1，李成刚2,3，茹煜1（1.南京林业大学机械电子工程学院，南京，210037；2.南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室，南京，210016；3.南京航空航天大学机电学院，南京，210016）摘要：随着并联机器人技术的发展，其运动性能的提升成为了发展需求，指出了研究工作空间和奇异位形的必要性。
以研究方法为主线，详细阐述了工作空间和奇异位形的国内外研究现状及特点，进一步提炼出个体的创新思想和面临的共同难题。
通过深入分析研究方法的原理，找到了解决共同难题的突破口，同时剖析了研究中的尚存难题。
结合未来的发展趋势，从结构综合和理论创新两个方面进行突破，能够为并联机器人的发展提供强劲动力。
得出的结论和展望给从事这一领域的研究者们提供了参考。
关键词：并联机器人；工作空间；奇异位形；有限离散法；代数法中图分类号：TP24文献标志码：A文章编号：1005‑2615（2020）03‑0363‑15Status and Development Trend of Motion Performance in Parallel RobotYE Pengda1，YOU Jingjing1，2，QIU Xin1，WANG Linkang1，LI Chenggang2，3，RU Yu1（1.College of Mechanical and Electronic Engineering，Nanjing Forestry University，Nanjing，210037，China；2.Jiangsu Key Laboratory of Precision and Micro‑manufacturing Technology，Nanjing University of Aeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China；3.College of Mechanical and Electrical Engineering，Nanjing University of Aeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China）Abstract:With the development of parallel robot technology，the necessity of studying the workspace and singularity of parallel robot is presented to improve the motion performance.The research status and characteristics of workspace and singularity at home and abroad are described in detail based on different research methods.Furthermore，individual innovative ideas and common problems for different research methods of workspace and singularity are pointed out.Through deeply analyzing the principle of research methods，the breakthrough is found to solve common problems.Meanwhile，the remaining problems in research are bining with the future development trend，breakthroughs in structural synthesis and theoretical innovation can provide strong impetus for the development of parallel robot.The conclusions and prospects provide valuable references for researchers engaged in this field.Key words:parallel robot；workspace；singularity；finite discrete method；algebraic method“Robots”一词最早诞生于20世纪20年代，作为20世纪最伟大的发明之一，机器人在生产生活及其他各个领域的应用已经成为一个国家的重要发展目标。
Delta系列并联机器人研究进展与现状
二、现状
目前，Delta系列并联机器人的研究主要集中在机构设计、运动学和动力学 分析、控制策略和实验研究等方面。在机构设计方面，研究人员通过对Delta机 器人的结构和运动特点进行分析和优化，提出了多种新型的Delta机器人机构。 在运动学和动力学分析方面，研究人员利用计算机进行模拟和仿真，对Delta机 器人的运动性能和动力学特性进行了深入探讨。
一、研究背景
并联机器人的研究可以追溯到20世纪60年代，当时美国科学家 J.C.Mckinstry提出了一种基于并联机构的机器人设计方法。到了20世纪90年代， 随着计算机技术和机械制造技术的不断发展，并联机器人的研究和应用开始受到 广泛。Delta系列并联机器人作为一种常见的并联机器人，具有高速度、高精度 和高效率等特点，因此在现代工业中得到了广泛应用。
在控制策略方面，研究人员采用各种先进的控制方法，如PID控制、鲁棒控 制和自适应控制等，以提高Delta机器人的控制精度和稳定性。在实验研究方面， 研究人员对Delta机器人的各种性能指标进行测试和评估，以验证其在实际应用 中的效果。
此外，Delta系列并联机器人还在许多领域得到了应用，如装配、搬运、包 装和检测等。由于Delta机器人具有高速度和高精度等特点，因此在生产线上可 以大大提高生产效率和产品质量。例如，在电子制造领域，Delta机器人可以快 速准确地装配和搬运电子部件，从而提高生产效率和质量。在食品包装领域， Delta机器人可以高效地包装各种食品，从而提高生产效率和市场竞争力。
此外，Delta机器人的成本较高，对于一些中小型企业来说，引入Delta机器 人可能会增加生产成本。最后，Delta机器人的应用领域还需要进一步拓展，以 适应更多的生产环境和生产需求。
四、展望
并联机器人文献综述
并联机器人文献综述1、引言人类千百年来对器械自动化的追求，促使了机器人的产生和发展。
自从1961 年美国推出第一台工业机器人以来，机器人得到了迅速的发展。
广泛应用于工业各部门以及服务、医疗、卫生、娱乐等许多方面，对人类的生活产生了深远的影响。
现代所说的机器人多指工业机器人，大都是由基座、腰部（肩部）、大臂、小臂、腕部和手部构成，大臂小臂以串联形式连接，因而也称为串联机器人，目前关于机器人的研究大部分集中于这一领域。
就在串联机器人蓬勃发展的时候，又出现了一类全新的机器人——并联机器人。
它作为串联式机器人强有力的补充，扩大了整个机器人的应用范围，引起机器人学理论界和工程界的广泛关注，成为机器人研究的主要研究热点之一。
并联机器人作为一种全新的机器人，它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、动力性能好等一系列优点，并联六自由度机器人在许多行业有着非常好的应用前景，其特殊结构给机器人带来许多其它机器人不具备的优点。
并联机器人是一种闭环机构，导致了其运动学和工作空间分析较为困难，同时也让机器人的精确控制变得特别困难。
机器人运动时每个液压缸上分配的负载是变化的，因此每个液压伺服回路的受力、频率等系统参数也是变化的，常用的控制算法很难实现系统的精确控制。
因此，对并联机器人的理论控制的研究对并联机器人的控制精度和应用推广有着重要的意义。
2、国内研究现状最近几十年，国内外学者对并联机器人的特点、机构学、运动学方面进行了广泛、深入的研究，并且对这方面取得的成果进行了详细的概括和总结。
但是,并联机器人作为一个结构复杂、多变量、多自由度、多参数耦合的非线性系统,其控制策略、控制方法的研究极其复杂。
最初设计控制系统时，大多把并联机器人的各个分支当作完全独立的系统来进行控制,控制策略为传统的PID控制，控制效果很不理想。
随着控制理论的发展，新的控制方法不断涌现，如智能控制"鲁棒控制"自适应控制等，并联机器人的控制也得到了迅速发展。
国内并联机器人现状及未来发展趋势
国内并联机器人现状及未来发展趋势根据大量国内并联机器人文献，介绍了国内并联机器人的机构学、运动学、动力学、控制策略以及仿真等方面的主要研究成果，并阐述了我国并联机器人未来发展的方向以及尚待解决的问题。
标签：并联机构并联机器人并联机器人无论是从结构上还是功能实现上都是一种新型机器人。
并联机器人具有精度高、刚度大、惯性小、承载能力高、运动反解模型简单、操作速度高、易于控制等特点，因此，其应用范围从最初的飞行模拟器到近几年来的宇宙飞船空间对接器、精密操作微动机器人以及虚拟轴加工车床等。
现在并联机器人的研究吸引了越来越多的科研学者，其应用范围也在不断的扩大。
1965年，英国高级工程师Stewart首先提出了一种6自由度的并联机构作为飞行模拟器用以训练飞行员。
从结构上看，它是由6根支杆将上下平台联结起来，这6根支杆都可以独立地自由伸缩，它们又分别用球铰与上下平台联结，这样上平台就可以相对于下平台实现6个自由度地动作，即在三维空间内可以作任何方向地移动和绕任何方向、位置的轴线转动。
1978年，澳大利亚的Hunt教授指出这种机构更接近于人体的结构，可以将此平台作为机器人机构。
在20世纪90年代之前，当国际上的许多研究人员开始把研究重心从串联机器人转向并联机器人时，我国的并联机器人研究人员还寥寥无几，比较著名的有黄真、孔令富、方跃法等。
在那之后，尤其是近5年，国内诸多学者才开始对这种特殊的机构进行深入细致的研究，包括其机构学、运动学、动力学、控制策略以及仿真实现等，本文将根据大量国内相关文献对这些方面的研究成果进行总结介绍，并对我国并联机器人未来发展的方向以及尚待解决的问题进行阐述。
1、机构学与运动学并联机器人的机构学与运动学主要研究并联机器人的运动学、奇异形位、工作空间和灵活度分析等方面，这是实现并联机器人控制和应用研究的基础。
（1）、运动学运动学研究的内容包括位置正解和逆解两方面。
位置正解就是根据给定的关节变量求机器人手部位姿，逆解就是根据机器人手部位姿求各关节变量。
并联机器人研究现状及展望
０ 引言 转ຫໍສະໝຸດ 副转角： 由于铰链受 限于机 构 自 身， 则其转角须满足＝ ＜
。 （ ３ ）
１ ９ ４ ９ 年， 数学 家 Ｇ ｏ ｕ ｇ ｈ 为了更好地检测轮胎 ，提出了一种并联机 解法方法主要有解析 方法、作 图方法及数值法 。解 析法 比较繁琐 ，而 构的机器 。１ ９ ６ ５ 年英 国科 学家 Ｓ ｔ ｅ ｗ ａ ｒ ｔ 在 “ Ａ Ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｓ ｉ ｘ Ｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ｓ 且受机构位置解 的科研成果影响较大 ， 目 前 为止该 法还没完善 ；作 图 ｏ ｆ Ｆ ｒ ｅ ｅ ｄ ｏ ｍ 文 中提 出了一种 ６自由度可用在飞行模拟器 的 Ｓ ｔ ｅ ｗ ａ ｒ ｔ 平 法较粗糙 ，一般用在 设计过程的方案 比较 中；几何 法是在受杆长 的极 台机构 。澳大利亚学者 Ｈ ｕ ｎ ｔ 在１ ９ ７ ８ 首次提出把 Ｓ ｔ ｗａ ｅ ｒ ｔ 平台机构看作 限约束和给 出运动平台姿态时 ，设想单开链终 端杆的参考点轨迹是 一 是机器人机构 。燕 山大学黄真教 授在 １ ９ ９ １ 年成 功研制出 国内第一 台 ６ 个球 面 ，将其工 作空 间的边界构造 问题简 化为对 １ ２ 个球面 片的求 交 自由度的并联机器人样机 。 问题 。Ｍｅ ｒ ｌ ｅ ｔ 在这个基础上 ，将铰链约束 引入并做 了相似的工作 。因
１ ３ ３
￣ ／ ｔ ｓ － ｉ技术
电 子 技 术
并联机 器人研究现状及展望
邢燕兵 （ 燕 山大学机械工程学院 ， 河北 秦皇岛 ０ ６ ６ ０ ０ ４）
摘 要：并联机 器人具有承 载力强、刚度大、机构 紧凑 、精度 高、动 力性 能好 、 自重 负荷比小、惯性力 小、易控制等特 点。本文是 经过查 阅大 量 的文献资料之后 ，对其运动学 、动力 学、工作空 间、奇异性的主要成就和进展 以及对有待解决的 问题进行论述 。 关键词 ：并联机 器人 ； 运动 学 ； 动力 学 ； 工作 空间 ； 奇异性
并联机器人刚度与静力学研究现状与进展
并联机器人刚度与静力学研究现状与进展摘要：随着机器人技术的迅速发展和社会需求的不断提高，机器人与人共融、协同作业，将成为下一代机器人的本质特征，也是当前国内外学者研究的热点问题。
然而，在人机协同作业过程中，如何确保人与机器的安全是共融机器人技术研发中亟待解决的关键和难点问题之一。
并联机器人是一种特殊的并联机器人，其动平台是由绳索代替刚性杆进行驱动。
索并联机器人因具有优良的运动性能、较高的负载能力以及较大的工作空间等优点，受到了学者的青睐。
关键词：并联；机器人；刚度；静力学；刚度问题是改善和提高机器人性能极为重要的方面。
通过研究机器人末端刚度与姿态之间的关系，得出了其最优刚度姿态和增加刚度的方法。
杜敬利等在充分考虑悬索因自重而产生垂度以及存在弹性变形等因素的条件下，对机器人的刚度进行了有效分析。
Yeo等提出一种新型的变刚度索驱动机器人，通过在其驱动绳索上安装变刚度设备以大幅度改变机器人的刚度。
Wen等提出一种基于梯度投影法的索力优化分配算法，在避免绳索虚牵的同时对机器人的刚度进行有效调整。
Wang等针对八索驱动的6自由度悬吊系统，提出一种基于刚度优化的力位混合控制方法应用于飞机风洞实验测试系统。
上述研究主要是为了保证索机器人的位置精度，从提高其刚度的角度进行相关研究，并没有研究其刚度的精确控制。
而从人机交互的角度出发，需要对机器人的可控刚度特性进行充分研究，并对其刚度进行精确控制。
一、刚度分析刚度包括了静刚度和动刚度。
作为一项重要的性能评价指标，刚度不仅与机器人机构的拓扑结构有关，还与机构的尺度参数和截面参数密切相关。
显而易见，一种由细杆组成的并联机构不一定比粗杆构成的串联机构刚度高。
于是，为设计出大刚度的并联机器人，基于刚度性能分析和设计的参数优化设计研究至关重要。
（一）有限元分析法随着计算机技术的发展，有限元分析法成为了并联机构设计和静刚度性能预估的重要手段。
为研究新型四自由度并联机床的刚度，Cor-radini等和Company 等采用一种用多梁表达模型的有限单元分析方法。
并联机器人的理论研究现状
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并联机构 的提 出及特点
对并联机构 的研 究最早可追溯到 １ ９世纪，１４ ９９
年 Ｇ ｕｈ ｏ ｇ 采用并联机构制作 了轮胎检 测装 置，１６ ９５ 年英国高级工程 师 Ｓｅ ａｔ ｔ ｒ发表 了名为 “ ｌ ｆｒ ｗ Ａ Ｐａ ｏｍ ｔ ｗｉ ｉ ｇｅ ｓ ｆ ｒｅ ｏ 的 论 文【 ， 引起 了广 泛 ｔ ＳｘＤｅ ｒｓ ｅ ｄ ｍ” ｈ ｏＦ ２ １ 的注意 ，从 而奠定 了他在 空间并联机 构 中的鼻祖地 位 ，相 应 的 平 台称 为 Ｓｅ ｒ平 台 （ 图 ｌ 示 ） ｔｗａｔ 如 所 。
根支杆可 以独 立地 上下伸缩 ，它分别 由球铰 和虎 克
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图 １ Ｓｅ ａｔ ｔｗ ｒ 平台结构简 图
并 联 机 器 人 的研 究 现 状
目前 ，国内外关于并联机器人 的研 究主要集 中 于机构 学、运 动学 、动力 学和控 制策略研 究等几个 领域 。其 中并联 机器人 的机构 学与运动分析主要研 究并联机器 人 的运 动学问题 、奇异位形 、工作 空 间 和 灵巧度分 析等方 面。这项研 究是实现并联机器人 控 制和应用研 究的基础 ， 因而在并联机器人 的研 究
维普资讯
并 机 人的 论 究 状 联 器 理 研 现
文献标 识码：Ｂ 文章编 号：１０ ０ ３—０ ９ （０ ２０ ４ ２２ ０ ）５—０ ４ —０ ０２ ４ 中图分 类号：Ｔ ２ Ｐ４
博览采风
并联 机 器人 的理 论研 究现 状
王 洪 斌 ， 魏 立 新 ， 王 洪 瑞
联机器人具有【以下优 点：①与串联机构相 比，刚度 １
大 ，结 构 稳 定 ； ② 承 载 能力 强 ； ③精 度 高 ； ④ 运 动 惯 性 小 ； ⑤ 在 位 置 求 解 上 ， 串联 机 构 正 解 容 易 ，反
《并联微动机器人的研究现状及发展趋势》听课报告
《并联微动机器人的研究现状及发展趋势》听课报告燕山大学机自专业前沿讲座报告题目：《并联微动机器人的研究现状及发展趋势》听课报告学院：机械工程学院年级专业：机电学号：学生姓名：指导教师：目录前言 (1)1.1 基本阐述 (1)1.2并联微动机器人国内外研究现状 (1)1.3并联微动机器人应用领域 (2)1.4并联微动机器人的分类及结构特点 (2)1.4.1并联微动机器人的分类 (2)1.4.2并联微动机器人的结构特点 (3)1.5关于柔性铰链的简单阐述 (3)1.6并联微动机器人理论分析方法研究现状 (3)1.6.1微动并联机器人位姿测量方法发展现状及分析 (3)1.6.2微动并联机器人控制方法发展现状及分析 (4)1.7 总结 (5)参考文献 (5)前言通过前沿讲座中老师的精彩介绍，我对机械领域的发展和前景有了更进一步的认识，其中，李仕华教授关于《并联微动机器人的研究现状及发展趋势》引起了我的浓厚兴趣，课下我又查阅了相关资料，对并联微动机器人有了深一层的了解。
1.1 基本阐述首先，并联机构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，且以并联方式驱动的一种闭环机构。
它具有无累积误差，精度较高；驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好；结构紧凑，刚度高，承载能力大；完全对称的并联机构具有较好的各向同性；工作空间较小的特点。
根据这些特点，并联机器人在需要高刚度、高精度或者大载荷而无须很大工作空间的领域内得到了广泛应用。
而微动机器人作为微电子机械系统研究领域的重要分支，受到国内外学者的高度重视，它能够实现亚微米至纳米级的定位分辨率，在精密机械工程、光纤对接、生物和遗传工程、材料科学等领域具有广阔的应用前景。
1.2并联微动机器人国内外研究现状从20世纪80年代末期开始，国内外研究人员陆续研究并提出了多种不同结构的微动机器人，并基于一般机器人理论，针对其样机，进行了相关理论和技术的初步研究。
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• 汽车球节头疲劳试验机 用于各类车辆转向球节头疲劳试验，
获江苏省科技进步三等奖
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• 精确热处理机械手 可用于流态床粒子炉加热与流态床冷却
装置之间工件自动操作
• 可控定扭气动扳手 可实现气动扳手定扭、报警、自动切断
气源
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的设计；
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2）串、并联机器人机构应用研究
① 复合环境试验中多维振动台设计理论和 产品开发
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② 多维振动控制装置设计理论和产品开发
根据不同场合选择不同的方案，先后研究了被动弹性阻尼系统、永磁加 电磁控制变刚度半主动系统和磁流变阻尼器变阻尼半主动系统。
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谢谢大家！
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• 可控阻尼减振器 可用于多维减振系统、汽车悬架变阻尼无级
调节，实现悬架的减振，获机械工业联合会三等 奖，江苏省镇江市科技进步二等奖。
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• 可控两自由度五连杆机构 用于二维坐标测量机、曲线曲面加工机
床及雕刻机
• 汽车门锁操作力测量机 可用于各类起动门锁操作力大小的测
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3自由度的Delta并联机构
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6自由度的Stewart 运动 平台
Stewart平台是 6根可伸缩的杆件 通过12个球铰链连接 固定平台和动平台的 空间并联机构
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并联机构的应用
并联机构应用的领域主要有： • 运动模拟器，如驾驶模拟器，娱乐运动平台
天文望远镜
采用6杆并联 机构平台的 天文望远镜 （德国）
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ南京工程学院
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医用并联机构机器人
并联机器人
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内窥镜
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患者
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3. 主要研究方向
1）串、并联机器人机构创新设计理论研究 主要为计算机辅助创新设计，机构运动学和动 力学特性分析、参数优化及性能评价指标 体系研究，完成了并联机构智能化型综合软件
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⑦ 外管道喷涂机器人
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4. 研究成果
• 多自由度减振系统 用于车辆、船舶、飞行器及其它多维防振系
统。
• 并联机器人 可应用于虚拟轴机床、虚拟轴三维测量机、
虚拟装配机器人、秧苗移栽机器人、护理机器人、 中医推拿机器人、全柔性微动并联机器人、机器 人腿、多维力传感器。
1、并联机构简介及典型机构
• 并联机构是由2个或2个以上的驱动器通过杆 系同时作用于运动平台的空间运动机构。并 联机构通常由动平台和静平台组成，而动平 台和静平台之间由几条支链连接，通常是一 个空间多回路的链结构。
• 在工业中，3杆并联机构（Tripod）和6杆并 联机构（Hexapod）应用最为广泛
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6-SPS 六维减振平台模型
3-P-R-R-4R 三平移磁流变阻尼器 半主动减振平台模型
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3-P-R-R-4R 三平移电磁加永磁 变刚度半主动减振平台模型
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③ 复合医学工程领域中推拿康复机器人研究
等； • 并联运动机床，如应用于各类铣床、磨床、
或机床的运动平台； • 天文望远镜； • 医用机器人等方面
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运动模拟器
飞行模拟器（美国） Stewart平台娱乐系统
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并联运动机床
2三019/自10/8 由度高速铣床
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中医推拿机器人样机之一
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中医推拿机器人样机之二
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④ 农业领域秧苗移栽机器人和 谷物清选空间筛
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⑤ 工业领域三维坐标测量
三平移坐标测量机
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⑥ 柔性微动机器人
三平移柔性微动机器人
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磁流变液这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性；而
在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的Binghan体特性。
单自由度磁悬浮减振模型 三平移磁悬浮减振平台模型
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3-4R-R-R 三平移减振平台模型
2-P-R-R-R+2-P-S-S 两平移 两转动减振平台模型