并联机器人(机械手)模板
并联机器人-课件PPTb第1章 并联机器人概述
(3) 并联机构的类型
图1-3 2-PRR的2自由度并联机构 图1-4 3-RPS的3自由度并联机构
(3) 并联机构的类型
图1-5 4-UPU的4自由度并联机构
图1-6 3-5R的5自由度并联机构
(3) 并联机构的类型
图1-7 6-UPU的6自由度并联机构 图1-8 4-SPS/S的3自由度冗余驱动并联机构
并联机器人在模拟设备中的应用
六自由度飞机飞行模拟器
并联机器人在模拟设备中的应用
六自由度动感座椅
并联机器人在模拟设备中的应用
六自由度模拟平台
并联机器人在模拟设备中的应用
三自由度动感座椅
并联机器人在模拟设备中的应用
导弹运动姿态模拟器
1.3.3 并联机器人在医疗器械中的应用
医用并联微动机器人
并联机器人在医疗器械中的应用
表1.1 常见运动副的类型及其代表符号
名称 符号 类型及级别 自由度 约束数
空间低副，
转动副 R
V级副（平 面低副，Ⅱ
1R
5
级副）
空间低副，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
移动副 P
V级副（平 面低副，Ⅱ
1T
5
级副）
螺旋副 H
空间低副 V级副
1R或1T
5
图形
基本符号
圆柱副 C
空间低副 Ⅳ级副
1RIT
4
虎克铰 U
空间低副 Ⅳ级副
2R
定平台和动平台之间用弹性连杆或弹性铰 链连接的并联机器人为柔顺并联机器人。
柔顺并联机器人
6自由度的铰链柔顺并联机器人 6自由度Stewart微操作平台
PSS柔性支链
1.2.5 按并联机器人的结构对称性分类
一种Delta型并联机器人设计-实习报告【范本模板】
1 毕业实习报告学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：机自XXX班学号: 1108030454学生姓名： XXXXXX指导教师： XXXXXX2015年5月25日2目录一、实习目的及意义 0二、实习时间和地点 0三、实习内容 03。
1 Delta型并联机器人简介 03。
2 并联机器人公司及产品 (1)3.3 Delta型并联机器人工作原理 (7)3.4 Delta型并联机器人组成 (8)3.4.1硬件结构 (8)3。
4。
2驱动控制系统 (9)3。
4。
3视觉识别系统 (10)3.4。
4软件控制系统 (11)四、实习体会与总结 (12)一、实习目的及意义本次实习在毕业设计过程中进行,目的是为了更加进一步的了解Delta型并联机器人，以便对本次设计有更多的了解，帮助解决设计遇到的一些方案、结构设计上的一些问题。
本次实习的意义是对并联机构有了足够的认识，了解到了当前Delta型并联机器人技术的发展状况，机器人的应用领域及其给工业上带来的益处。
通过这些了解使我对机器人技术更加痴迷，愿意研究该型机器人的一些相关技术使该技术更加成熟能够更广泛应用于生产实践当中。
二、实习时间和地点因为本次实习条件的限制，本地区内无Delta型并联机器人实物可供实习，故本次实习的地点可选择为网上调研的形式，一方面通过大量查阅相关机器人公司的产品简介和说明书了解机器人的研究状况;另外，通过观看Delta型并联机器人的工作视频，深入了解其工作原理。
最终选择了以下十家公司的产品进行了解.本次实习时间不限定，具体的时间从3月初至四月月底。
实习进度随设计进度而定。
三、实习内容3.1Delta型并联机器人简介Delta型并联机器人在1985年诞生在瑞士的洛桑联邦理工学院，是由R。
clavel提出的，因其基座平台和运动平台都呈现三角形形状而得名.当时工业生产中迫切需要一种小型机器人，用于实现对轻小物件的快速抓取和放置。
直到1999年，ABB 开始推广自己的Delta型并联机器人——FlexPicker.近些年来，日本Fanuc公司亦在推广其Delta高速并联机器人-—M-3iA。
并联机器人(机械手)
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气动系统设计
➢ 气动系统设计方案如右图所示， 气源泵（空气泵）产生压缩气体 ，经过滤减压阀过滤、定压，分 为两支路，一路气体通过真空发 生电磁阀到达真空发生器用于产 生真空；另一路气体经过真空破 坏电磁阀直接与吸盘相通。
两个电磁阀的通断信号来自控制器的开关量信号，当吸盘到达待抓取物体的正上方时，真空发 生电磁阀打开，真空发生器产生真空，吸盘将物体吸住；到达放置位置时，真空破坏电磁阀打 开，吸盘气压高于大气压，物体被“放下”。
编码器将产生确定数量的脉冲信号，通过统计指定时间内脉冲信号的数量，就能计算出相应 的角速度。
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2.1.3 CCD图像传感器 ➢ CCD(Charge Coupled Device)电荷耦合器件，是现在最常用的机器视觉传感器，是20世纪60年
代贝尔实验室发明的固体状态摄像机技术，由分布于各个像元的光敏二极管的线性阵列或矩形阵 列构成，通过按一定顺序输出每个二极管的电压脉冲，实现将图像光信号转换成电信号的目的。 由于CCD传感器有光照灵敏度高、噪声低、像元尺寸小等优点，所以一直主宰着图像传感器市场 。
图2.3 机器人控制HMI界面
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结语
谢谢大家！
并联机器人
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航天器对接口
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05
承载运动
移动重载装置模型
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06
海上钻井平台
海上钻井平台模型
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四自由度并联机构
Pierrot和Company，1999年提出四自由度 H4并联机构 在1999年,Rolland年提出两种用于物料搬运的 四自由度并联机构：Kanuk和Manta 在2000年,黄真和赵铁石综合处第一种对称的四 自由度4-URU并联机构，可实现三个移动自由 度和一个绕Z轴的转动自由
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六自由度并联机构
在1999年,Park与Lee年提出一种机构复杂的双层五自 由度并联机构 ustad提出一种基于两个并联机构的五自由度混合型结构 在2001年,Jin综合出具有三个移动自由度和两个转动自 由度的非对称五自由度并联机构
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在原有DELTA机器人的分支运动 链中加装了一个和动平台垂直的 转动副，从而在DEITA机器人原 有的三个移动自由度外，又获得 了一个转动自由度。
H4四自由度并联机构
Kanuk四自由度并联机构
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Delta三自由度并联机构
视频播放
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类SCARA 并联机器人机械臂动态分析与仿真
论文题目 类SCARA 并联机器人机械臂动态分析与仿真图1 类SCARA 动平台可连续回转并联机器人 图2 动平台简化模型()2142423222211412121212121θωθθ r m r m J J J T T P i i ++++==∑=()22322211221212121θθθθδδδδr l k k k V -++=其中，211131l m J =，222231l m J =，232333121OP l m l m J +=,BPp l l 22θω =,()()1243212cos cos cos θθθθθ-=--=l l rl BP，()431223323322cos cos cos 2θθθθl l l l l l r +-=-+=，()33232cos 222θπ-⋅⋅-⎪⎭⎫⎝⎛+=l l l l l BP BPOP ()1243θθθθπ-+=-，()12324sin sin θθθ-=l l代入拉氏方程：i i i i q Vq T q T dt d τ=∂∂+∂∂-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 解得：()123123121414222212412111211θδδθδθθθθθθθθθτθθθ∂∂-∂∂+∂∂-∂∂-+-+--=r l k r r k r r m r rm C B r m A J ()22322322142422221241222223222211θδδθδθθθθθθθθθθτθθθ∂∂-∂∂+∂∂-∂∂--++-++=r l k r r k r r m r r m C B r m A l l J J BP211232311θθθδδδτr l k r k k -+='1222322322θθθδδδτr l k l k k -+='其中，()()[]212124224sin cos tan θθθθθ-+-=l m A()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=433123424212223cos cos tan cos 22sin 3θθθθθθθl l l m B ()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+-+-=4331212212412223cos 2cos 2sin 2cos tan 2sin 21θθθθθθθθθθl l l m C ()()[]()12121242sin cos tan θθθθθθθ --+--=l r()()()()1212124433122221cos sin tan cos cos θθθθθθθθθθθ -⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+---=∂∂l l l r()()()()1212124433122222cos sin tan cos cos θθθθθθθθθθθ -⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+----=∂∂l l l r ()43122cos cos θθθl l r +-=()()12421221cos tan sin θθθθθθ-+-=∂∂l l r()()12421222cos tan sin θθθθθθ----=∂∂l l r再令()121θθθ-=∂∂a r ,()122θθθ--=∂∂a r ,b r -=∂∂1θ,b r=∂∂2θ,()12θθ-=b r整理成为矩阵格式：,⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--+⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--+---+-+⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--+++--++=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡''0000000000002002000000000000000212123423422212221344244344421212232232323122232242412121θθθθθθδδθθδδθθδδθθττττ b l k abmbl k abm br k abm C B brmr m abm br k abm B C brm abm l k k r l k r l k r k k A l l J J Ar m A r m A J BP 本学期论文进度计划1．对已经建好的系统动力学微分方程整理推敲，讨论振动性质、初始条件和约束条件。
三自由度并联机器人设计
三自由度并联机器人设计一、BASE设计：(1)新建：打开solidworks软件，进入界面以后点击新建，选择新建“零件”。
(2)草图绘制，选择前视基准面，进入草图绘制界面。
(3)绘制草图：●使用多边形工具绘制正三角形，并使用智能尺寸设置边长为340mm。
●绘制R=15的圆作为构造线，在构造线上以线上一点为圆心，绘制R=5的小圆，并使用圆周陈列形成4个小圆。
●再使用一次圆周陈列，在三角形的三个角上形成相同的四个小圆。
如图：（4）使用特征工具栏中的拉伸，拉伸后形成的实体如图：(5)在拉伸后的实体上的一个面上画一个R=10的小圆，并拉伸20mm，形成一个凸台。
二、杆件1设计：草图绘制正三角形时，设置边长为280mm,其他做法同BASE 的做法。
三、杆件2设计（1）在草图中绘制R=12的圆。
（2）拉伸成，深度350，形成圆柱体。
（3）在圆柱的一个底面上绘制R=8的圆，拉伸，深度为30mm。
（4）使用特征——圆顶，选择小圆柱凸台的底面进行添加圆顶，长度为20mm。
（5）使用抽壳工具，厚度选择 3.00mm使圆柱形成薄壁。
四、杆件2设计：(1)草图上绘制R=9mm的圆，并拉伸，深度为300mm，形成圆柱如图：(2)使用草图工具中的矩形工具，在拉伸后的圆柱的一个底面上绘制如图所示的矩形，尺寸约束如图所示。
(4)拉伸切除，深度设置为20mm。
(5)在截面上画R=5的圆。
(6)拉伸，选择方式为两侧对称，深度为30mm。
完成的杆件2的轴测图如下：四、球副座设计(1)在草图上绘制如下草图：(2)使用线性阵列中的圆周阵列，形成其他三个小圆。
(3)拉伸，深度设为10mm。
(4)在圆柱一表面绘制草图：并拉伸形成如下(5)在凸台表面绘制R=11.6的半圆。
(6)使用扫描切除工具，形成半球凹曲面。
五、转动副底座设计：(1)方法同球副座设计，形成如下：(2) 使用矩形工具在底面上绘制的草图如下：(3)使用拉伸切除命令，深度设为20mm。
三自由度并联机器人设计说明书
1、打开程序双击Solidworks2012图标，打开solidworks2012程序。
2、球副底座的绘制过程1）新建文档单击“文件”按钮，选择“新建”。
在出现的对话框中双击选择“单一设计零部件的3D展现”。
2）绘制草图①单击前视基准面，选择“草图绘制”进入草图。
②在草图绘制工具栏中，选择“圆”，在绘图区以原点为圆心，以任意长为半径画圆。
设置圆直径为200mm。
3）拉伸底座单击特征工具栏中的“拉伸凸台/基体”，在左侧设定参数，拉伸深度为20mm，4）绘制草图①单击凸台上表面，选择“草图绘制”进入草图。
②在草图绘制工具栏中，选择“圆”，在绘图区以原点为圆心，以任意长为半径画圆。
设置圆直径为24mm。
5）拉伸凸台单击特征工具栏中的“拉伸凸台/基体”，在左侧设定参数，拉伸深度为20mm，6）绘制草图①单击凸台上表面，选择“草图绘制”进入草图。
②在草图绘制工具栏中，绘制草图如图。
7）旋转切除单击特征工具栏中的“旋转切除”，旋转中心线为直线。
8）圆周阵列单击“工具”→“草图工具”→“圆周阵列”，进入圆周阵列。
在左侧设定要阵列的数量为3，从草图中选择要阵列的实体为步骤7）所得实体。
单击“确认”，退出阵列。
效果如图。
4）保存保存文档为“球副底座”。
3、球副杆的绘制过程1）新建文档单击“文件”按钮，选择“新建”。
在出现的对话框中双击选择“单一设计零部件的3D展现”。
2）绘制草图1①单击前视基准面，选择“草图绘制”进入草图。
②在草图绘制工具栏中选择“圆”，以原点为圆心，任意长为半径绘制一个圆形。
③选择“智能尺寸”为圆形添加尺寸，直径为30mm。
④单击“退出草图”完成草图绘制。
3）拉伸在特征工具栏中选择“拉伸凸台/基体”，在左侧设定拉伸长度为90mm。
单击“确认”，退出特征编辑。
4）绘制草图2①单击上一步拉伸出的圆柱的一个端面，选择“草图绘制”，进入草图编辑。
②在草图绘制工具栏中，选择“圆”，以原点为圆心，以任意长为半径画圆。
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(2)PLC控制器。对控制器的要求，主要是能够实现多轴
运动控制和一些开关量的控制，市场上很多运动控制卡 及PLC都能满足要求，这里介绍一种大工计控生产的 PEC6000控制器。该控制器采用高速总线通讯，具有直 线、圆弧和样条三种插补算法支持单轴、多轴和轴组运 动控制，并且支持G代码。主要参数如下： • 2路RS485通讯，1路以太网通讯； • 16路普通／8路高速(4路AB相)数字量输入，12路普通 ／4路高速数字量输出。
图1.2 机器人控制系统整体框图
上位机
上位机是指可以 直接发出操控指令 的计算机。其屏幕 上显示各种信号变 化（角度，压力， 温度 等）
图1.3 上位机屏幕显示
图1.4 机器人系统及视觉系统示意图
机器人视觉系统
机器视觉系统大多是指通过机器视觉产品(即图 像摄取装置，分CCD和CMOS两种)把图像抓 取到，然后将该图像传送至处理单元，通过数 字化处理，根据像素分布和亮度、颜色等信息 ，来进行尺寸、形状、颜色等的判别。进而根 据判别的结果来控制现场的设备动作。
(3)伺服电机。伺服电机是机器人的驱动装置，在 选择时主要考虑扭矩和功率等因素。
2.传感器及控制软件
2.1传感器
在机器人中传感器既用于内部反馈控制，也用于与外部 环境的交互。于是，机器人传感器又分为内部传感器和 外部传感器。 内部传感器包括检测位移、角度、方位角、速度、加速 度、力/力矩的传感器。 外部传感器用来检测外部环境，包括视觉、触觉、滑觉 、接近觉、力觉、热觉等传感器。
传输系统
传输系统主要是电机和两条传送带，当机器人 运行时，控制器给出使能信号使电机带动传送 带运动，另外，传送带上装有编码器，将传送 带的速度实时反馈给控制器。
附属设施控制
附属设施的控制包括气源泵、夜间工作照明、 急停开关、状态指示灯等开关量的控制。
1.2 控制系统主要硬件配置
高速拾取并联机器人控制系统的硬件主要有上位机、PLC控制 器、交流伺服电机等。
2.1.3 CCD图像传感器
CCD(Charge Coupled Device)电荷耦合器件，是现在最 常用的机器视觉传感器，是20世纪60年代贝尔实验室发 明的固体状态摄像机技术，由分布于各个像元的光敏二 极管的线性阵列或矩形阵列构成，通过按一定顺序输出 每个二极管的电压脉冲，实现将图像光信号转换成电信 号的目的。由于CCD传感器有光照灵敏度高、噪声低、 像元尺寸小等优点，所以一直主宰着图像传感器市场。
2.1.4 COMS图像传感器
CMOS图像传感器是20世纪70年代在美国航空航天局的 喷气推进实验室诞生的，同CCD图像传感器几乎是同时 起步的。不过，CMOS图像传感器过去存在着像元尺寸 大、信噪比小、分辨率低、灵敏度低等缺点，一直无法 和CCD技术抗衡。 但是，随着标准CMOS大规模集成电路技术的不断发展 ，大大改善了CMOS图像传感器的图像质量。CMOS图 像传感器的高度集成化减小了系统的复杂性，降低了制 造成本，并具有功耗低、像素缺陷率低、对局部像素图 像的编程可随机访问等优点，所以现在应用也很广泛。
2.1.2 速度传感器
速度传感器的使用与所采用的位置传感器类型有很大关 系，根据所用位置传感器的类型，甚至可以不需要使用 速度传感器。
编码器
如果用编码器测量位移，那么实际上就没有必要使用 速度传感器。对于任意给定的角位移，编码器将产生 确定数量的脉冲信号，通过统计指定时间内脉冲信号 的数量，就能计算出相应的角速度。
1.控制系统设计
在前面机械系统 的基础上，要想 实现机器人的抓 取操作，还必须 有控制系统
图1.1 Delta并联机器人本体与控制柜
1.1 控制系统方案设计
机器人的整个控制系
统以工业控制计算机 为中心,采用PLC控制 器为主控单元，进行 伺服控制和开关量的 控制，具体包括机器 人的控制。
图2.1 电位计用作位置传感器；(a)旋转式；(b)直线式
编码器
编码器是一种能检测细微运动且输出信号为数字信号的 简单装置。编码器有两种基本形式，即增量式和绝对式。
增量式编码器
增量式编码器仅检测角位置的 变化，它并不能直接记录或指 示位置的实际值。
图2.2 编码器工作原理图
绝对式编码器
绝对式编码器码盘的每个位置都对应着透光与不透光弧 段的唯一组合，这种确定组合有唯一的特征。通过这唯 一的特征，不需要已知起始位置，在任何时刻就可以确 定码盘的精确位置。
2.1.1位置传感器
位置传感器既可用来测量位移，包括角位移和线位移， 也可用来检测运动。在很多情况下，如在编码器中，位 置信息还可以可用来计算速度。
2.1.1位置传感器
电位器：电位器通过电阻把位置信息转化为随位置变化 的电压。电位器既可以是旋转式的也可以是直线式的， 因此能够测量旋转运动或直线运动。旋转运动式电位器 还可以是多圈的，这使得用户能够测量多圈的旋转运。
(1)上位机。上位机主要是提供友好的人机交互，从而间接的实现对控 制器的访问一般的上位机都是一个专业的工业控制计算机，具有多种 插槽和数据接口，可以方便的和各种控制卡或控制器连接。不过现在 大多数采用的上位机为触摸屏小型计算机，具体参数如下： ． 15寸触摸屏； ． Intel双核1．8GHz四线程低功耗CPU，1GB DDR3内存，30GB SSD硬盘； ． 6个USB接口，3个1000M以太网口，2个DB9隔离RS一485接口， 1个DB9 RS一232接口，1个DBl5 VGA接口。
气动系统设计
气动系统设计方案如右图 所示，气源泵（空气泵） 产生压缩气体，经过滤减 压阀过滤、定压，分为两 支路，一路气体通过真空 发生电磁阀到达真空发生 器用于产生真空；另一路 气体经过真空破坏电磁阀 直接与吸盘相通。 两个电磁阀的通断信号来自控制器的开关量信号，当吸盘到达待抓取物体 的正上方时，真空发生电磁阀打开，真空发生器产生真空，吸盘将物体吸 住；到达放置位置时，真空破坏电磁阀打开，吸盘气压高于大气压，物体 被“放下”。