并联机构的发展及应用领域的概述
并联机器人背景介绍
并联背景介绍并联背景介绍一、引言在现代制造业中，已经成为重要的工具和装备。
随着技术的不断发展，的功能日益增强，也越来越多地用于处理复杂的任务。
并联作为一种新型，具有很大的潜力和前景。
本文将介绍并联的背景和相关信息。
二、并联的定义并联，也被称为并联机械手，是一种由多个连接在一起的运动装置组成的。
每个连接点都有一个自由度，使得能够执行复杂的运动和操作。
并联一般由基座、连接点、末端执行器等组成。
三、并联的优势1、高刚性：并联结构使得具有较高的刚性，能够完成更精确的任务。
2、高稳定性：由于并联的连接点都能够自由运动，使得在执行任务时更为稳定。
3、高精度：并联的各个连接点均配备传感器，能够实时感知环境，提供更高的定位精度。
4、多功能：并联具有多个自由度，能够同时执行多种任务，提高工作效率。
四、并联的应用领域1、制造业：并联广泛应用于汽车制造、电子产品组装等领域，能够提高生产效率和产品质量。
2、医疗领域：并联用于手术操作，能够提高手术精度和减少手术风险。
3、建筑领域：并联可用于高空作业、搬运重物等任务，提高施工效率和安全性。
4、食品行业：并联可用于食品包装、烹饪等任务，能够实现自动化生产。
五、并联的发展趋势1、更高的运动速度和精度：随着传感器和控制技术的不断进步，未来的并联将具有更高的运动速度和精度。
2、更智能化的控制系统：技术的发展将使得并联具备更强的自主学习和决策能力。
3、更广泛的应用领域：并联将进一步应用于更多领域，如农业、航天等。
六、附件本文档涉及附件如下：1、并联的示意图2、并联在制造业中的应用案例研究七、法律名词及注释1、：根据《技术标准定义》（GB/T 37607-2016）的规定，是一种能够通过计算机编程和自动化设备控制实现复杂任务的机械设备。
2、自由度：执行任务时能够自由运动的方向和程度，表示的运动自由度的数量。
并联机器人发展概述
并联发展概述
并联发展概述
一、引言
技术的快速发展使得并联成为现代工业自动化领域的重要组成部分。
本文将对并联的发展进行细致的介绍和概述。
二、并联的定义和分类
2.1 定义
并联是指由多个自由度和执行器组成的系统，其中每个执行器与固定结构相连，且执行器之间相互平行。
2.2 分类
①基于拓扑结构的分类
②基于运动学的分类
③基于应用领域的分类
三、并联的发展历程
3.1 初期发展阶段
3.2 技术突破和应用拓展阶段
3.3 当前发展状况和未来趋势
四、并联的优势与应用领域
4.1 优势
4.2 应用领域
①制造业
②医疗行业
③航空航天领域
④其他领域
五、并联的关键技术
5.1 运动控制技术
5.2 传感器技术
5.3 控制算法技术
六、并联的未来发展方向
6.1 智能化和自主性
6.2 灵活性和可操作性
6.3 安全性和人机协作
附件：
1.并联实验数据表格
2.并联技术设备清单
法律名词及注释：
1.知识产权：指由人类创造的具有独创性、使用性和有用性的知识及其表达形式所享有的权利。
2.专利：指国家根据法律规定，对新颖的、有创造性的发明或者实用新型给予的专有权。
3.版权：指对于某一作品，由作者或其继承人、顾问等享有的经济权利和非经济权利。
4.商标：指用于标识商品和服务的商业标记，在市场上能够以一定的方法识别商品和服务来源的标志。
并联机构在精密装配中的应用
并联机构在精密装配中的应用并联机构在精密装配中的应用并联机构是一种常用的机械装配结构，在精密装配中有着广泛的应用。
它由一系列平行连接的连杆和转动副组成，具有较高的刚度和稳定性，并可实现精确的运动控制。
下面将逐步介绍并联机构在精密装配中的应用。
首先，由于并联机构具有较高的刚度，它可以用于精密装配中对位置和姿态要求较高的部件的安装。
例如，在电子设备的组装过程中，需要将微小的电子元件精准地安装到印刷电路板上。
这就需要使用并联机构来确保元件的位置和姿态的精准控制，以避免装配误差对设备性能的影响。
其次，并联机构还可以应用于需要进行力控制的装配任务。
在一些工业生产中，需要对零部件施加特定的力以确保装配的质量和可靠性。
例如，在汽车制造过程中，需要将发动机缸盖与缸体进行连接。
由于缸盖较重且需要施加一定的压力，使用并联机构可以实现对力的精确控制，并保证装配的质量。
此外，并联机构还可以应用于需要进行高速运动的精密装配任务。
在一些生产线上，需要对零部件进行快速而精确的装配。
例如，在手机生产过程中，需要将电池和屏幕等部件快速地安装到手机壳体上。
这就需要使用并联机构来实现高速运动的精确控制，以提高装配效率和生产速度。
最后，并联机构还可以应用于需要进行多任务装配的场景。
在一些装配任务中，需要同时进行多个部件的装配操作。
例如，在机器人组装线上，需要将多个零部件同时安装到机器人的不同部位。
使用并联机构可以实现多个装配操作的并行进行，提高装配效率和生产能力。
综上所述，并联机构在精密装配中具有广泛的应用。
它可以实现位置和姿态的精确控制，进行力控制、高速运动和多任务装配。
通过应用并联机构，可以提高装配的精度、效率和可靠性，为精密装配领域的发展带来新的机遇。
并联机构
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并联机构的应用实例
一、运动模拟器
并联机构最早就是作为飞行模拟器所应用。 它能完成90%的训练任务，而所需费用仅 为实际飞行的2.5%~10%，由于效益明显， 在飞行模拟器中得到广泛应用。图为 NASA研制的波音747飞行模拟器。
二、并联机构的机床
三、并联机构的微操作机器人
其他应用：军事领域中的潜艇、坦克驾驶运动模拟器，下一代战斗机的矢 量喷管、潜艇及空间飞行器的对接装置、姿态控制器等；生物医学工程中 的细胞操作机器人、可实现细胞的注射和分割；微外科手术机器人；大型 射电天文望远镜的姿态调整装置；混联装备等，如SMT公司的Tricept混联 机械手模块是基于并联机构单元的模块化设计的成功典范。
并联机构
作者：孙嘉徽
湖南工业大学机械工程学院
并联机构的简介 研究意义及研究过程 结构及其工作原理 并联机构的应用实例
并联机构（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，且以并联方式驱动的一种闭环机构。 串联机构
是指若干个单自由度的基本机构顺序联接，每一个前置机构的输出运 动是后置机构的输入,若联接点设在前置机构中作简单运动的构件上,即形 成所谓的串联式组合。
其实并联机构很早就出现了，大概经过的四个阶段。 球面并联机构；
并联机构与并联机器人
并联机构与并联机器人的未来展望
拓展应用领域
随着技术的不断发展，并联机器 人有望在更多领域得到应用，如
医疗、航空、深海探测等。
创新性研究
未来将有更多学者和研究团队加入 到并联机器人领域的研究中，推动 该领域的技术创新和进步。
标准化和产业化
随着研究的深入和应用需求的增长， 并联机器人有望实现标准化和产业 化，推动其大规模应用和普及。
生。
并联机构的优化方法01020304
尺寸优化
根据任务需求和性能要求，调 整并联机构的尺寸参数，以达
到更好的性能。
运动学优化
通过调整并联机构的运动学参 数，优化其运动性能，提高执
行效率。
动力学优化
根据并联机构的动态特性，优 化其驱动力和运动轨迹，以实 现更稳定、更快速的运动。
结构优化
通过改进并联机构的结构设计 ，降低重量、减小体积，提高
并联机构与并联机器人
目 录
• 并联机构简介 • 并联机器人的基础知识 • 并联机构的设计与优化 • 并联机器人的控制技术 • 并联机构与并联机器人的研究进展
01 并联机构简介
并联机构的定义
并联机构的定义
并联机构是由至少两个相互独立的运 动链所组成，通过各分支链末端的球 面副或圆柱副相连接，并实现特定运 动规律的一种特殊机构。
并联机构的组成
并联机构通常由动平台、定平台和连 接这两者的运动支链组成。其中，运 动支链是指连接动平台和定平台的所 有运动副元素。
并联机构的特点
承载能力强
由于并联机构具有多个独立的运动链，其承载能力较强，能够承受较 大的负载。
刚度大
由于并联机构的运动支链数量多，其整体刚度较大，能够保证较高的 定位精度。
《2024年并联机构解耦机理研究与仿真分析》范文
《并联机构解耦机理研究与仿真分析》篇一一、引言并联机构作为一种重要的机器人运动结构，具有高精度、高刚度、高负载能力等优点，在工业、医疗、航空航天等领域得到了广泛应用。
然而，由于并联机构的多约束性和多耦合性，其运动学和动力学模型的建立及解耦问题一直是研究的热点和难点。
本文旨在研究并联机构的解耦机理，通过仿真分析其运动特性和性能，为并联机构的设计和应用提供理论依据。
二、并联机构概述并联机构是一种由动平台和多个驱动支链组成的机器人运动结构。
其特点是多个支链同时驱动动平台，使得动平台能够完成复杂的运动。
由于并联机构的多约束性和多耦合性，其运动学和动力学模型较为复杂，需要进行解耦处理。
三、解耦机理研究3.1 解耦定义及意义解耦是指将多变量系统中的耦合关系转化为非耦合关系，使得系统能够独立地控制各个变量。
在并联机构中，解耦的意义在于将机构的多约束性和多耦合性转化为简单的单约束和单驱动关系，从而简化机构的运动学和动力学模型，提高机构的运动性能和控制精度。
3.2 解耦方法目前，针对并联机构的解耦方法主要包括数学解析法、数值解法、优化算法等。
其中，数学解析法是通过建立机构的数学模型，利用解析方法求解机构的解耦条件；数值解法是利用数值计算方法，如矩阵运算、迭代算法等，对机构的耦合关系进行解耦处理；优化算法则是通过优化算法，如遗传算法、神经网络等，寻找机构的最佳解耦方案。
四、仿真分析4.1 仿真模型建立为了研究并联机构的解耦机理和运动特性，本文建立了并联机构的仿真模型。
该模型包括动平台、驱动支链、约束条件等部分，能够模拟并联机构的实际运动情况。
4.2 仿真结果分析通过仿真分析，我们得到了并联机构在解耦前后的运动特性和性能。
首先，在解耦前，机构的运动学和动力学模型较为复杂，难以进行精确控制。
而经过解耦处理后，机构的运动学和动力学模型得到了简化，控制精度得到了提高。
其次，在运动性能方面，解耦后的机构具有更高的运动速度、更高的加速度和更高的运动精度。
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。
机器人作业关于并联机构发展及应用
并联机构发展及应用小组成员：何斌 2011330300409 机电1班胡幸超20113303004010 机电1班董徐锋 2011330300407 机电1班陈国民 2011330300406 机电1班摘要：自人类文明以来，人类不断地发明了各种机构(机械)，机构早己同人类生活息息相关。
科学技术的不断创新，机器人、宇航工程、海洋工程等高新技术领域的开发，及工业自动化、交通、邮电、医疗等事业的发展，研制能够满足高精度、重负载、高效率要求的新机构已迫在眉睫。
与串联机构相比，并联机构具有运动惯量低、刚度大、灵巧度高、体积小和功率重量比高等许多优点。
因此，并联机构较适合用于大载荷或者高速、高精确的机构运动场合。
1 并联机构的发展并联机构（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，且以并联方式驱动的一种闭环机构。
自人类文明以来，人类不断地发明了各种机构(机械)，机构早己同人类生活息息相关。
科学技术的不断创新，机器人、宇航工程、海洋工程等高新技术领域的开发，及工业自动化、交通、邮电、医疗等事业的发展，研制能够满足高精度、重负载、高效率要求的新机构已迫在眉睫。
机构的发展大致经历了从一杆到多杆、从平面到空间、从串联到并联的过程。
空间多环机构学，是当今随机器人发展而兴起的一个机构学分支。
这种机构在结构上由多个相同类型的运动链，在运动平台与固定机架之间并联形成。
与串联机构相比，并联机构具有运动惯量低、刚度大、灵巧度高、体积小和功率重量比高等许多优点。
因此，并联机构较适合用于大载荷或者高速、高精确的机构运动场合。
并联机构的分类：从运动形式来看，并联机构可分为平面机构和空间机构；细分可分为平面移动机构、平面移动转动机构、空间纯移动机构、空间纯转动机构和空间混合运动机构,另可按并联机构的自由度数分类：（1）2 自由度并联机构。
2 自由度并联机构，如5-R、3-R-2-P（R 表示转动副，P 表示移动副）平面5杆机构是最典型的2自由度并联机构，这类机构一般具有2 个移动运动。
并联机构及其应用
并联机构可以用于卫星姿态的调整， 实现卫星的快速、准确姿态控制。
医疗康复领域
手术机器人
并联机构可以用于手术机器人，实现微创手术的高精度操作。
康复设备
并联机构可以用于康复设备，帮助患者进行精准的康复训练。
军事装备领域
无人驾驶车辆
并联机构可以用于无人驾驶车辆，实现快速、准确的移动和定位。
稳定性好、可靠性高
并联机构具有较好的稳定性和可靠性， 适用于对稳定性要求较高的场合。
易于实现模块化和标准化
并联机构可以通过模块化的设计和标 准化的制造，实现快速组装和互换， 方便维修和替换。
并联机构的发展历程
起源
并联机构最早起源于机械加工领 域，用于实现高精度定位和加工。
应用拓展
随着技术的发展，并联机构逐渐拓 展到其他领域，如机器人、航空航 天、医疗器械等。
助中风或脊髓损伤患者进行康复训练。
军事装备案例
军事装备案例
并联机构在军事领域的应用主要涉及无人驾驶车辆、无人机和火炮等装备的设计和制造。 由于并联机构具有高精度和快速响应等特点，它们在执行军事任务时具有显著优势。
具体应用
无人驾驶车辆的导航和地形识别、无人机的飞行控制和火炮的快速瞄准等任务，都离不 开并联机构的精确控制。此外，并联机构还可以用于制造高精度的军事装备部件，如导
创新发展
近年来，随着新型材料、智能控制 等技术的不断发展，并联机构在结 构创新、驱动方式、控制算法等方 面取得了重要突破。
02
并联机构的类型与结构
按自由度分类
平面并联机构
具有2个自由度，通常用于平面运 动，如平面定位、加工和检测。
空间并联机构
具有3个或更多自由度，能够实现 空间运动，适用于复杂的三维操 作和制造。
并联机构与并联机器人
06
并联机器人未来发展趋势 与挑战
并联机器人技术的前沿动态
新型驱动技术
随着伺服电机、步进电机等驱动 技术的不断发展，并联机器人的 运动控制精度和动态响应性能得 到显著提升。
传感器融合技术
通过集成多种传感器，如视觉、 力矩、位移传感器等，实现并联 机器人的多源信息融合，提高其 感知和决策能力。
人工智能技术
医疗器械
并联机构在医疗器械领域 中也有广泛应用，如手术 机器人、康复机器人等。
航空航天
并联机构在航空航天领域 中也有应用，如飞行模拟 器、航天器姿态调整机构 等。
02
并联机器人的基础知识
并联机器人的定义与特点
定义
并联机器人是一种具有至少两个 自由度的运动链，通过并联机构 实现运动输出的机器人。
特点
评估并联机器人的运动速度和加速度性能。
定位精度与重复定位精度
评估并联机器人的位置精度和重复定位精度 。
负载能力
评估并联机器人能够承受的最大负载重量。
05
并联机器人的控制与编程
并联机器人的控制系统
硬件控制系统
包括控制器、传感器、执行器等硬件设备，用于实现机器人的运动控制和位置 监测。
软件控制系统
通过编写程序或使用图形化编程工具，实现对并联机器人的运动轨迹规划、控 制逻辑设定等功能。
等优点。
运动学特性
并联机构和并联机器人都涉及到运 动学分析，包括位置、速度和加速 度的计算，以及运动轨迹的规划等 。
控制策略
两者都需要采用一定的控制策略来 实现对运动的精确控制，包括位置 控制、速度控制和力控制等。
并联机构与并联机器人的差异
应用领域
智能化程度
并联机构主要应用于机床、机器人、 航空航天等领域，而并联机器人则主 要应用于工业自动化、医疗、农业等 领域。
并联机构
六自由度转台：
六自由度转台主要用于运动仿真，比如，模拟海浪或有 关冲击对舱的影响；模拟飞行器的飞行姿态等。我们的 六自由度转台高度模块化，您可以用HEXA 转台很方便的 集成为9 自由度系统或12 自由度系统（如12 轴仿形器）。 也可以在转台的负载台面上增加其它运动单元，以获得 更灵活的运动仿真器。HEXA 转台的主要功能是六自由度 运动仿真。同时，也可以用HEXA 仿真冲击振动。在风洞 或水洞试验中，可以用HEXA 夹持被试件作相对运动。在 机械加工机床上，HEXA 也多有应用。
并联机构结构及工作原理
空间机构大多由低副机构组成“常见的低副机构有转动副(R)! 移动副(P)、螺旋副(H)、圆柱副(C)、平面副(E)、球面副(S)以及 虎克铰(T)。应用这些低副机构可以构成各种形式的空间开链机 构和空间多环机构。通常所说的并联机构由上平台和下平台组 成,2个平台用2个或2个以上的分支运动链相联(图2.1),机构具有2 个或2个以上的自由度,以并联方式驱动”图2.1列出了几种常用 的6自由度并联机人机构,其中最有代表性的典型并联机构是6一 SPS机构(即Stewartplatform。数字6代表分支数,sPs表示分支 运动链结构,它由球面副S、移动副P和球面副S串联而成。
1934年，Polladr 1947年，Cough 1965年，Stewart平台的提出（英国工程师） 汽车喷漆装置 1978年，六自由度并联机器人的提出（澳大利亚） 80年代末到90 年代开始广泛研究 六自由度的轮胎检测装置
国际上并联机构的发展
新型并联机构的研发已成为国 际机构学界的研究热点，六杆并 联机构为并联机构的一种特殊形 式，具有六个自由度的调节方式， 已广泛应用于国内外大科学工目。
由于并联机构具有六个自 由度 ! 可以在空间范围内对 支撑平台的位置和姿态进行 六维调节 ! 因此，在高精调 节领域，并联机构作为精密 调节机构同样获得了广泛应 用。 微动机构已经成为并 联机构另一个重要的应用方 面! 利用并联机构做为微动 机构充分发挥了并联机构的 特点。目前主要用于微电子 精密机械工程、 生物和遗 传工程医学工程以及材料科 学等要求高精度操作与加工 的领域，具有非常广阔的应 用前景。
应用于飞机装配的并联机构技术发展综述
应用于飞机装配的并联机构技术发展综述摘要：现代飞机装配技术为保证飞机质量和缩短生产周期，并联机构技术是飞机装配的重要功能，我国飞机制造业的快速发展，并联机构技术分析和飞机装配，提高飞机效率方面的一些学习效果，旨在提供应用参考。
关键词：飞机装配；并联机构；装配效率近年来，我国飞机制造业表现较好，发展越来越多样化，精度高。
在飞机制造中，装配量的很大一部分对质量保证和成本控制至关重要。
此外，互并联机构技术在飞机装配方面具有更明显的优势，因为它吸引了利益攸关方的注意，也是发展起来的优先事项。
一、应用于飞机装配的并联机构关键技术1.重构设计并联机构技术。
在飞机部件中制造或零件放置时通常很复杂，我们需要有平行机构不同自由度，有不同配置平行处理单元是平行处理单位的基础和关键。
飞机零部件通常具有许多不同的特性。
实现模块化、有配置的形式系统，各处理器可以根据机制变化迅速做出反应并降低成本。
2.并联机构评估和设计技术优化。
改变不同的拓扑结构基于并联机构的运作效率，很难开发出一种机制来并联评估符合飞机装配要求的并联结构拓扑。
基于飞机调节机构的比较矩阵，姿态调节定位工具时具有灵活性、承载能力、刚度和稳定性等性能指标。
对综合指标的评价确定了保证飞机装配质量和效率的备件储备的最佳解决方案。
造成并行和串行系统的拓扑差异，在评估方面直接用常规串行机制机制实施，它们失去生理物理意义，普遍和完整性缺乏。
二、飞机装配中并联机构技术的研究与发展1.处理飞机部件的并联机构。
瑞典生产的Tricept工具及其变形并联机床，其两个自由度转头在约束分支约束以允许机构连接，以降低运动的复杂性在航空器行业得到广泛应用。
Exechon并联机出现。
改进了基于平台度Tricept支链与的铰链结构，其动态性能及灵活性提高，我国开发了Trimule机床，它将继承Tricept优势，可以替换为零部件Tricept展开。
并联机构其他类型，在飞机零部件加工领域，德国开发了Ecospeed，设定SprintZ3为主轴头，从而产生了动态性能。
并联机构的发展及应用领域的概述
并联机构的发展及应用领域的概述并联机构是一种独特的机械结构，由多个平行的连接装置组成，各连接装置之间具有相互独立的结构，通过这种机构可实现不同方向和不同形式的运动。
并联机构历史悠久，发展迅速，应用领域广泛，本文将简要概述并联机构的发展及应用领域。
1. 发展历程并联机构起源于18世纪，最早的类似机构是群众所知的“玛利亚安托瓦内特机构”，它由一些平行的活塞杆组成，这种机构被用于水力机器。
到了19世纪，人们已经开始开发具有更广泛应用的并联机构，其中最重要的是四连杆机构。
1900年左右，美国机械工程师梅勒在研究并联机构时，提出了“并联机构的三个重要特征”：平衡性（结构确定）、刚度，以及变形设计。
这些特征成为并联机构研究的基础，并逐渐发展为现代理论。
随着计算机技术和数字化技术的发展，数控机床和机器人等机械设备快速普及，使得并联机构具有了广泛的应用。
人们开始研究设计一些新型的、具有特殊功能的并联机构，如可变刚度并联机构、平行机械结构的动力学计算等。
2. 应用领域并联机构具有结构简单、重量轻、精度高、承载能力强等优点，因此在多个领域得到了广泛应用。
2.1 机床制造在机床制造领域，由于并联机构能够实现高速、多轴、高灵活性的运动，因而在雕刻机、切割机、普通加工机等领域得到了广泛应用。
并联机构的应用使得机床工作精度得到了大幅提升，对高精度制造业的发展有着重要的功勋。
机器人是并联机构在机械制造领域的另一大应用。
机械手是一种可编程的机器人，能够替代人工完成一些重复性、开发性的工作，如搬运、焊接、研磨、测量、喷涂等。
机械手的运动要求高精度，能够完成高速运动和精细操作，因此采用并联机构的机械手在现代制造业中发挥着重要作用。
2.3 航空航天在航空航天领域中，由于并联机构具有承载能力强和精度高的特点，如在航空动力学中，采用并联机构提高平衡稳定性、降低飞行阻力；在航空发动机的设计中，采用并联机构实现发动机的运动控制和降低震动等。
并联式机构应用于机器人之发展
并联式机构应用于机器人之发展并联式机构是一种特殊的机械结构，其中多个连接在一起的杆件通过共同的运动中心同时运动，具有高刚度、灵活性和精确运动学特性的特点。
并联式机构由于其独特的结构和功能，在机器人领域中有着广泛的应用，并且在近年来取得了长足的发展。
首先，通过在机器人的末端加入并联式机构，可以实现重量和负载的增加。
传统的串联式机构由于自身庞大的体积和重量限制了机器人的工作负载，而并联式机构则能够将负载均匀地分散到多个连接杆上，从而提高机器人的负载能力。
这使得机器人能够完成一些需要承受重物的任务，例如搬运重物、装配大型零部件等。
其次，并联式机构能够提供较高的静态刚度和精确的运动学性能。
由于并联式机构中的杆件通过共同的运动中心连接，因此在进行高精度操作时，不同杆件之间的相对运动相对稳定，能够保证较高的刚度和运动的精确性。
这使得机器人能够完成一些需要高精度操作的任务，如组装微小零部件、精确的切割和焊接等。
此外，并联式机构还能够提供较大的工作空间和较高的机器人灵活性。
由于并联式机构中的杆件可以在共同的运动中心周围进行自由运动，因此可以提供较大的工作空间，使得机器人能够完成一些需要较大工作区域的操作任务，如涂漆、喷涂等。
同时，机器人通过并联式机构的连接，能够实现多个轴的柔性平行运动，从而提高了机器人的灵活性和动作的多样性。
随着机器人技术的不断发展，对于并联式机构在机器人领域的应用还有进一步的拓展空间。
例如，目前研究人员正在利用并联式机构研发柔性机器人，使其能够更好地适应复杂环境和进行柔性操作。
同时，通过结合并联式机构和传感技术，还可以开发出具有较高感知能力的机器人，能够实现更加精确、智能的操作。
总的来说，通过应用并联式机构，机器人能够获得更大的工作负载、较高的静态刚度和精确的运动学性能，以及更大的工作空间和高机器人灵活性。
随着技术的不断进步，相信并联式机构在机器人领域的应用将会继续发展，为机器人的性能和功能提供更多更好的支持。
并联机器人的发展、特点
基 于串联机构的机械其电机及传动系统都放在运动件上，增加了系统的惯性， 恶而串联机构的 正 解容易、逆解十分困难，由于在实时控制这些机构时要计算逆解，故并联机 构在这方面很有优势。
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美国Ingersoll公司于1987年、 美国Giddings&Lewis公司以 及英国Geodetic公司于1988 年开始进行并联机床的研制， 其中GiddingS&LewiS公司以 及Geodetic公司在芝加哥 IMTs’94国际展览会上展出 了此种机床，被誉为“本世 纪机床机构的最大变革与创 新”、“21世纪的机床”
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并联机器人的发展
并联机器人的并联机构是由多个相同类型的运动链在运动平台和固定平台 之间并联而成‘幻。最早的并联机械是V.E. Gough于1949年设计的轮胎压 力试验机。1965年，D.Stewart为解决飞行员飞行训练模拟问题构思了一 种三杆六自由度并联机构，并对其运动学、工作空间、控制等问题进行了 研究。
并联机器人的特点
并联机器人与串联机器人相比，其缺点是活动空间小。 活动平台的运动远远不如串联机器人手部来得灵活， 并联结构的机器人，工作空间往往只是一个厚度不大 的蘑菇形空间，位于机构的活动平台上方。表示灵活 度的末端件三维转动的活动范围一般只在60度左右。 角度最大也超不过于正负90度
并联机构
Shanghai Univers
Contents
并联机构定义
并联机构的发展
并联机构的特点 结构及其工作原理
并联机构的应用实例
并联机构？
----由2个和2个以上的驱动器（作 知识
动器）通过杆系同时作用于运动 平台的空间运动机构。
国际上并联机构的发展
一杆→多杆； 平面→空间； 串联→并联 幵联机构的提出，最早追溯到1895年。
1934年，Polladr 1947年，Cough 1965年，Stewart平台的提出（英国工程师） 汽车喷漆装置 1978年，六自由度幵联机器人的提出（澳大利亚） 80年代末到90 年代开始广泛研究 六自由度的轮胎检测装置
国际上并联机构的发展
新型幵联机构的研发已成为国 际机构学界的研究热点，六杆幵 联机构为幵联机构的一种特殊形 式，具有六个自由度的调节方式， 已广泛应用于国内外大科学工目。
模拟运动器：
在有人驾驶的模拟器之中用来给驾驶员提供运 动感觉的模拟系统。它是模拟器中重要的模拟 系统之一。通过这种系统，驾驶员可以大致感 觉到所操纵的运动装备（如飞机、飞船、坦克、 舰船、汽车……等）的加速度大小和方向，在 某种特定情况下也可感觉其姿态。
虚拟轴机床
在平面虚拟轴机床中， 刀具安装在一具有三个 自由度的动平台上，动 平台引导刀具运动以实 现所需的加工轨迹要求。 在动平台不静平台（机 架）之间连接有若干 组‖级杆组，从而构成 具有三个自由度的平面 幵联机构。该机构的结 构关系为：
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国内并联机构的发展
在国内,燕山大学黄真教授于 1991年研制出我国第一台六自 由度并联机器人样机;1994年研 制出一台柔性铰链并联式六自 由度机器人误差补偿器!1997年 出版了我国第一部关于并联机 器人理论及技术的专著.另外,清 华大学和天津大学于1997 年联 合研制了我国第一台大型镗铣 类虚拟轴机床原型样机
并联机构研究与应用
并联机构研究过程与应用并联机构是一促新型机构，具有传统串联机构无法比拟的优点，是串联机构的补充和扩展，对于机床技术和机器人技术的发展具有重要作用.并联机构的出现，使得机器人的研究，机床的研究出现了新的热点，弥补了串联机构的不足.由于并联机构结构刚度出，承载能力大，位置精度高等优点，吸引了国内外工程界与学术界的广泛关注，几十年来，人们对并联机构的研究如火如荼，不断致力于新型并联机构的研发。
一、并联机构的研究过程1931年，Gwinnett在其专利中提出了一种基于球面并联机构的娱乐装置；1940年，Pollard在其专利中提出了一种空间工业并联机构，用于汽车的喷漆；1962年，Gough在发明了一种基于并联机构的六自由度轮胎检测装置；1965年，德国Stewar首次对Gough发明的这种机构进行了机构学意义上的研究，并作为飞行模拟器运动产生装置用与训练飞行员，被命名为Sewart机构；1978年，澳大利亚著名机构学教授Hunt首次提出将六自由度并联机构用于机器人手臂。
随后Maccallion和Pham.D.J首次将该机构按操作器设计，成功的将Stewart机构用于装配生产线，标志着真正意义上的并联机器人的诞生，从此推动了并联机器人发展的历史。
Strwart机构是最典型的并联机器人；1983年，Hunt提出的三自由度3-RPS并联平台机构，它能实现两个自由度的转动和一个自由度的移动，而得到广泛的关注；1999年，Pierrot和Company提出四自由度H4并联机构，这种机构是在原有DELTA机器人的分支运动链中加载了一个和动平台垂直的转动副，从而在DELTA机器人原有的三个移动副自由度外，又获得了一个转动自由度；2002年，高峰等通过给六自由度并联机构添加一个五自由度约束分支的方法，综合出两种五自由度并联机构。
二、并联机构的优点由于并联机构存在很多优点，为制造业的发展提供了大量的机会，所以才引起了大量学者的兴趣。
液压并联机构在工程机械中的发展与应用
液压并联机构在工程机械中的发展与应用摘要：对串联机构及并联机构的特点及应用进行了介绍，阐述了液压并联机构在工程机械中的应用，对并联机构的特点进行了分析。
针对挖掘机和凿岩钻机的结构进行了介绍，并对工程机械中所存在的液压并联机构进了说明，分析了液压并联机构在工程机械中的特点。
通过国外凿岩机与国内凿岩机中液压并联机构应用的对比，得出了液压并联机构在工程机械中应用的可行性。
关键词：液压并联机构；机械；应用；全液压凿岩钻机前言当前，工程机械被广泛应用于冶金、矿山、铁路、公路、水电、港口码头、城乡建设以及林业、农业等国民经济和国防军工等部门，是各种建设工程综合机械化施工不可缺少的技术装备。
利用工程机械施工可缩短工期.降低工程造价，大大提高劳动生产率。
可在恶劣环境下承担各种特殊作业任务，可提高工程质量.又可节省大量劳动力等等。
由于工程机械在各类工程建设中的高质量、高速度、低成本和高效益，各工业发达国家都十分重视发展工程机械.特别是第二次世界大战以后，经济建设处于稳定发展时期，工程机械的发展就更加迅速。
使用液压驱动的串联机构广泛应用于工程机械，如泵车、挖掘机、汽车起重机等。
其原因主要是串联机构具有结构简单、工作空间大、灵活性好和可重构性好，同时使用液压系统及液压油缸进行驱动占用空间小，输出力大，工作稳定可靠，响应速度快，因而在工程机械中一直采用液压串联机构。
近些年，由于受到工程机械施工工况要求及工程机械结构限制，部分少自由度液压并联机构出现在工程机械中。
对于困难的地下工程，如土方挖掘、煤矿开采，也可以采用这种强力的液压并联机构。
Arai等1991年提出将并联机构装于履带式或步行式可移动的小车上，挖掘头装于并联机构的上平台，强有力的并联机构可以承受巨大的挖掘力。
本文阐述了串联机构和并联机构的特点及其应用，通过挖掘机和国内外凿岩钻机中液压并联机构的应用，说明了少自由度液压并联机构在工程机械应用的可行性。
最后对液压并联机构在工程机械中的应用前景做了分析。
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并联机构的发展及应用领域的概述
作者：贾雨璇谢哲东
来源：《农业与技术》2016年第07期
摘要：详细介绍并联机构的发展概况，介绍国内和国外不同时期并联机构的发展进程。
并且分别介绍了从六自由度并联机器人及少自由度并联机器人的应用领域。
介绍了不同并联机器人的性能
关键词：六自由度并联机构；少自由度并联机构；应用领域。
中图分类号：S22 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160431024
1 引言
并联机构不仅具有刚度大，并且并联机构还具有适应性强，精度高等优点，所以并联机构引起学者们的高度关注和深入研究。
因此被应用于各个行业的不同领域，例如航空航天、船舶、汽车等领域，是当今极具有广阔应用前景的一类科研项目。
本文主要对国内外不同阶段不同类型并联机构的发展进程和应用领域以及其结构的优缺点进行了概述。
并联机构有很多不同的分类方法，这里按自由度数目的不同，可将并联机构分为2类：六自由度的并联机构，少自由度的并联机构。
自1965年著名的Stewart平台问世以来并联机构在各个行业的各个领域开始了迅猛的发展。
2 国内外并联机构的发展
并联机构与串联机构相比具有较高的刚度，承载能力，定位精度和良好的动态性能，并且结构相对紧凑。
而串联机构相对于并联机构则具有各条支链独立调节，控制相对容易等优点。
2类机构具有各自的优缺点，相辅相成，在工业、农业以及各个领域中都起着至关重要的作用。
并联机构演化发展进程是从一杆到多杆，从平面运动到空间运动，逐渐改变的过程。
1947年，Gough发表文章提出了六自由度的并联机构，引起了国内外的工程领域的极大反响。
著名的Stewart平台最初是模拟飞行器的模型，应用于航空航天领域，由于Stewart平台具有6个自由度，所以可以使动平台上模拟航天飞船的驾驶舱获得任意所需要的位置和姿态，如图1。
1978年，著名的澳大利亚机构学家Hunt教授用螺旋理论对其空间的自由度进行了分析，并对其结构特性，机构性能进行了总体的研究分析，提出了许多新的结构方案。
此后，并联机构广泛的应用于机器人领域。
但是在随后并联机器人发展进入了瓶颈期，直到20世纪90年代
初期，并联机器人才再次进入人们的视野中，又一次获得了广泛的关注，成为了国内外研究的热门课题。
尤其在美国，德国，日本，中国，法国等都自主研发了基于Stewart平台的并联机床，从而同时促使了各类基于Stewart类型机床的各种专用部件的迅猛发展。
此后，挪威Muticraft，英国 Geodetic Technology，德国 Mikromat，和日本三菱等公司和研究机构，都自主研发出了基于不同机构不同类型的数控加工中心，激光或水射流等并联制造设备。
六自由度并联机构除了在工程中有较为典型的机床应用外，还包括坐标测量机和医疗设备等方面的创新应用。
国内，燕山大学的黄真教授是研究并联机构的开拓者之一，并于20世纪90年代设计制造出六自由度并联机构。
例如南昌的江东机床厂联合清华大学研制了XNZ2010龙门式虚拟轴并联机床。
以上提出的虚拟轴机床已经完全进入了实用化的阶段。
如图2，并已经进入商业化生产应用阶段。
东北大学研发了能实现五轴联动的并联机床DSX5-70。
哈尔滨量具集团联合哈尔滨工业大学研发的国内首创并联数控机床6-SPS，能够加工进行复杂曲面的加工。
天津大学与清华大学联合研发的大型并联机床样机VAMTIY如图3，是能够实现镗、洗加工的大型数控机床。
并联机构能够实现空间中的多种自由度的运动。
不同自由度具有不同条数和不同类型的各个支链。
六自由度并联机构的类型主要有：6R，3R3P，4RC，SPS，SRT，STR，SPC，PSS 等等。
其中，各参数的意义如下：
由于一些应用场合并不一定需要6个自由度，且六自由度并联机构存在作业空间相对较小，支链干涉大，运动耦合性大，控制相对复杂等缺点，所以近几年来的研究趋向于少自由度的并联机构。
最具有代表性的少自由度并联机构是1985年，Clavel博士提出的，是以Delta机构为基础结构的机械手。
动力源采用的是外转动副驱副驱动以及平行四边形的支链机构，实现了末端执行器的三维高速运动。
混联机构设备也是最近几年来又一热点课题。
其机构特性的优点在于不仅能弥补纯并联机构支链干涉，运动工作空间小等缺点，还提出了一种创新型的模块，即“即插即用”型模块。
可以构建各种形式，不同用途的系统及制造设备。
此类混联型机构代表性的的设备如Tricept机械手，是于1985年由Neumann博士提出的，并且在1987年获得了专利其总体性能良好，工作空间相对纯并联机构较大，动静态性能良好。
并具有可重构的特点。
我国研制了并联三坐标动力头——A3动力头，而后提出的3-PRS并联机构为A3头的拓扑构型并联机构。
主要研究方向有机构设计、运动学、动力学、精度分析、刚度分析、虚拟样机、性能评估等等，如图4。
3 并联机构的应用
并联机构的应用在不同的领域，如航空航天领域的飞行运动模拟器、并联机器人操作器、新型虚拟轴机床、体感模拟机、医疗设备、航天器交会对接等等方面都有广泛的应用。
3.1 运动模拟器
该类机构用于飞行模拟训练，既经济、节能、安全又不受客观条件限制。
由于它的诸多安全经济等优点，现已发展成飞行员日常训练的必备设备。
3.2 航天飞行器对接器
3.5 其他应用
由于并联机构的诸多的高性能优点，还应用天文望远镜、加工装配、测量、焊接、挖掘、航海、娱乐设施等众多应用领域。
并联机构还在大型天文望远镜的姿态调整中的应用。
还出现了基于并联机构的灵巧手。
参考文献
[1]彭忠琦.并联机构的发展及应用[J].光机电信息，2011，28（12）：45-50.
[2]徐亮. 3-PRS并联机构精度分析与综合[D].天津大学（硕士论文），2008（6）.
[3]丁建.六自由度并联机构精度分析及其综合方法研究[D].哈尔冰工业大学（硕士论文），2015（6）.。