Delta并联机器人系统总体设计

摘要

近些年，delta机器人越来越得到大多数人的关注，并逐渐开始在工业上得到成熟的应用。与串联机器人相比，并联机器人有很大优势。其中之一就是可以把电机固定在基座上，这样就可以减轻机器机构上的重量。当需要直接驱动时，把电机固定在基座上是一个必要的田间。因此，并联机器人非常适合直接驱动的情况。并联机器人的另一个优点就是他的刚度很高，这些特征可以得到更多的精准度和更快的操作。Delta机器人是其中非常重要的一种。

在本书中，介绍了并联机器人的产生特点及应用。计算了机器人的自由度，位置正反解，并分析了它的空间奇异形位。还通过分析比较几种控制器和方案，选择其中最适合的方案。并设计了delta机器人的控制电路，并详细介绍它的控制器功能。

关键词：并联机构位置反解步进电机结构设计

燕山大学本科生毕业设计（论文）

Abstract

In recent years ,increased interest in parallel robots has been observed..Parallel robots possess a number of advantages when compored to serial arms, The most importantone is certainly the possibility to keep the motors fixed into the base ,thus allowing a large reduction of the robot structure’s active mobile mass.keeping the motors on the robot base is a requairment when direct-drive is used ,thus ,parallel robots are well suited to direct-drive actuation.Another advantage of parallel robots is their high rigiditg.these features allow more precise and much faster mani pulations. The delta parallel robot is very famous among them.

In this paper,the historyapplication character of the parallel robots are introduced .And I compted the degree of free of the parallel robot,analysis the singular position. The position solution and position inverse solution too. At last, there are several methords of controlling. And I choice one of then which is better suited to this robot. This method will be introduced latter.

Key word:parallel delta, position inverse solution , singular position

目录

摘要....................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)

1.1国内外串、并联机器人的研究现状 (1)

1.2针对DELTA机器人的研究成果 (4)

1.3 DELTA机器人的发展趋势 (5)

1.4论文主要完成的工作 (7)

第2章 delta机器人的结构设计 (8)

2.1 DELTA机器人的总体结构设计 (8)

2.2上顶板 (8)

2.3上臂 (9)

2.4L形板的设计 (10)

2.5下底板支撑架的设计 (11)

2.6机械手的确定 (11)

2.7电机的选取 (13)

2.8减速器的选择与计算计算 (14)

2.9轴承的计算 (15)

2.10本章小结 (16)

第3章电气控制系统设计 (17)

3.1概述 (17)

3.2 DELTA机器人控制系统模型 (17)

3.3运动控制方法的选取 (17)

3.3.1 传统的控制方法 (17)

3.3.2 基于运动控制器的机器人控制系统 (18)

3.4 DELTA机器人控制系统的硬件组成 (18)

3.4.1 通用Galil DMC一2182多轴运动控制器 (18)

3.4.2 功率放大器 (19)

3.4.3 增量式编码器 (20)

燕山大学本科生毕业设计（论文）

3.5运动控制器和运动控制卡的区别 (20)

3.6本章小结 (20)

结论 (22)

参考文献 (23)

致谢 (25)

附录1 (26)

附录2 (32)

附录3 (38)

第1章绪论

第1章绪论

1.1国内外串、并联机器人的研究现状

现在国际上对工业机器人的应用比较成熟，尤其是在辐射污染大，复杂难以施工和巨大沉重的工件难以使用人力的环境，往往机器人成为最好的选择。现在列举几个在国内流行的几种机器人类型：

1、串联机器人

串联机器人是目前最常见的工业机器人。他们往往有一个拟人化的机械手臂结构，即刚性连接的串行链，由（主要是旋转）接头连接，形成一个“肩”，“肘”，“手腕”。

他们的主要优势是他们尊重自己的音量和占用地面空间大的工作空间。

其主要缺点是：

一个开放的运动结构所固有的低刚度

链接的错误的积累和放大

携带和移动的执行器的重量过大

他们可以操纵的有效载荷相对较低

它需要至少六自由度机器人的工作空间中任意位置和方向放置在对操纵的对象。因此，许多串行机器人有6个关节。然而，在当今业界最流行的串行机器人的应用是挑选和地方组装。由于这仅需要4个自由度，建立所谓的特殊装配机器人的SCARA型。

图1-1：SCAR型串联机器人