Delta并联机器人系统总体设计
并联delta机器人算法演示
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
Delta并联机器人的机构设计1
零件的设计与选型1 定平台的设计定平台又称基座，在结构中属于固定的，具体的参数见图一，厚度20cm。
定平台的等效圆半径为210mm。
材料选用铸铁，铸造加工，开口处磨削加工保证精度。
最后进行打孔的工艺。
图一定平台设计图具体参数为长* 厚* 宽：880mm*10mm*20mm。
孔的参数为φ10*10mm。
材料用铝合金，设计为杆式，质量小，经济，同时也满足载荷条件。
图二驱动杆的设计图3 从动杆的设计具体参数为长* 宽* 高：620*20*10mm。
孔参数为φ10*10mm。
材料选用铝合金。
图三从动杆的设计图参数如下图，考虑到重量因素，采用铝合金，切削加工。
动平台的等效圆半径为50mm，分布角为21.5°。
图四动平台的设计图5 链接销的设计45号钢，为主动杆和定平台的连接销：φ9*66mm。
6 球铰链的选型目前，大多数的Delta机构的主动杆与从动杆的链接方式为球铰链的链接。
球型连接铰链是用于自动控制中的执行器与调节机构的连接附件。
它采用了球型轴承结构具有控制灵活、准确、扭转角度大的优点，由于该铰链安装、调整方便、安全可靠。
所以，它广泛地应用在电力、石油化工、冶金、矿山、轻纺等工业的自动控制系统中。
球铰链由于选用了球型轴承结构，能灵活的承受来自各异面的压力。
本文选用球铰链设计，是主要因为球铰链的可控性，以及结构简单，易于装配。
且有很好的可维护性。
本文选用了伯纳德的SD 系列球铰链，相对运动角为60°。
7 垫圈的选型此处我们选用标准件。
GB/T 97.1 10‐140HV ，10.5*1.6mm。
8 电机的选型本设计的Delta 机器人，主要面向工业中轻载的场合，比如封装饼干等。
因此，以下做电动机的选型处理。
由于需要对角度的精确控制，因此决定选用伺服电机。
交流伺服电机有以下特点：启动转矩大，运行范围广，无自转现象，正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转，这也是Delta 机构需要的。
delta机器人设计开题报告
燕山大学本科毕业设计（论文）开题报告课题名称：Delta并联机器人系统总体设计学院（系）：里仁学院年级专业：08机械电子工程学生姓名指导教师：完成日期：2012年3月25日一、选题背景及意义……………………………………………………………………………………………二、.研究内容…………………………………………………………………………………………三、研究步骤、方法及措施……………………………………………………………………………………………四、研究工作进度……………………………………………………………………………………………五、主要参考文献……………………………………………………………………………………………六、指导教师意见……………………………………………………………………………………………指导教师签字：年月日七、系级教学单位审核意见：审查结果：□通过□完善后通过□未通过负责人签字：年月日1.选题背景及意义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。
并联机器人可以作为航天上的飞船对接器、航海上的潜艇救援对接器；工业上可以作为大件的装配机器人、精密操作的微动器。
近年来还研究将它用作虚拟6轴加工中心，以及毫米级的微型机器人等，可以预见这类机器人在21世纪将有广阔的发展前景。
Delta并联机器人最早是在1985年由R.clavel提出的，因其基座平台和运动平台都呈三角形形状而得名。
Delta机器人作为并联机构的一种，具有上述的诸多优点和各种可能的应用，是目前商业应用最成功的机器人之一。
当初，比如，当在运动平台上装上适当的末端执行器后，特别适用于电子元器件的快速装配插接。
在轻工业中的包装，pick-and-place操作，医学手术等也有较多应用。
在国外Delta机器人已经成功的应用在大范围的领域中，而且取得了不错的业绩。
一种Delta型并联机器人的机构设计与分析
ＬＩ Ｙａ －ｂ Ｕ ｎ ｏ
（ｅａｔ ｅｔ ｆ ｃａｉ Ｓ ａｎｉｎｔｕｅ ｆ ｅｈ ｏ ｇ Ｘ ’ ｈｎｘ； １３２ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｈ ｎ ｍ ｏ Ｍｅ ｃ，ｈ ｎｘ ｉｓｔｔ ｏ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ， ｉ ｎＳ ａｎｉ７００） ￣ ＇ ， ［ ｏ ａ
【 ｓ ａｔＯｆｒ ｇａｄｌ ｉｄｏ ａａ ｅ ｒｂ ｔ ｓｄｆｒ ａｋｎ 。１ ｉ ｍａｈｎ ｔ ｃｕｅｃｎｄｌ ｅ ｔ ｎａ ｄｐ ｗ ｒ １，ｈｃ ｅｉｌ Ａｂ ｔ ｃ］ ｆ ｉ ｅｔ ｋｎ ｆ ｒｌ ｌ ｏｏ ｅ ｃｉｇ ｓ ｃ ｉｅｓ ｕ ｔｒ ａ ｅｉ ｒ ｉ ｎ ｏ ｅ ｅ ｗ ｉｈｉ ｆ ｘｂｅ ｒ ｅｎ ａ ｐ ｌ ｕ ｏｐ ｒ ｖ ｍｏ ｏ １ ｓｌ
在 自由度 的分析 中。 一般 涉及闲置 自由度 、 冗余 自由度 、 过约束 、 公 共 约 束 等 问 题 。 对 较 复 杂 的 并 联 机 构 自由度 分 析 ． 般 用 螺 旋 理 论 一 进行分析 。ｄ ｌ ｅｔ ａ型并联器人 ， 在运 动过程 中 ， 四个支臂始终保 持空间 平 行 四边 形 。 根 据 螺 旋 理论 分析 末 端 执 行 器 运 动 ， 知 螺旋 系 约 束 了 可 绕 三 个 轴 的转 动 ． 明 此 机 构 只有 三 个 方 向 的平 动 自 由度 ． 有 转 动 说 没
联 机 器人 工 作范 围 ， 可根 据 情 况 不 使 用 。 也 此 机 构 在 运 动 过 程 中 ， 端 执 行 器 只 有 平 动 自由 度 ， 有 转 动 自 末 没
自 由度 分 析
具有高度非线性 、 强耦合 的特点 ， 使其控制较为复杂 。总体来讲 ， 并联 机 器 人 与 串 联 机 器 人 构 成 互 补 的关 系 ，扩 大 了整 个 机 器 人 的应 用 领 域 。 联 机器 人 机构 多种 多 样 ， ｌ ｅ 提 出 了一 种 称 为 Ｄ ｌ 并 Ｃａ ｌ ｖ ｅｔ 三 维 移 ａ的 动 机 构 。 ｅｔ 构 是 最 典 型 的空 间 三、 度 移 动 的并 联 机构 ， 多数 Ｄｌ ａ机 自由 大 空间三 自由度并联机构都是从 ｂ ｉ ｅｔ ａ机构衍生 的 Ｄｅ ａ 。 ｌ 机器人是一种 ｔ
delta机器人结构设计说明书
摘要随着机器人技术的快速发展，并联机械手的应用领域越来越广，已成为当今机器人领域新的研究热点。
针对并联机械手机构比传统串联机械手更复杂的问题，本文以一种轻型高速的三自由度Delta并联机械手为例，在完成其运动学的基础上，对并联机械手进行了建模以及装配。
首先，本文介绍了三自由度并联机械手机构的工作原理，并对其进行了运动学分析。
其中，对机构的自由度进行的计算，采用几何法求得了其运动学正解以及其运动学逆解。
其次，对机构进行了速度模型及雅克比矩阵的分析。
实现了solidworks对机构的零部件与装配图三维建模。
最后，通过个零部件的配合，实现了三自由度并联机械手的装配。
关键词：并联机械手；三自由度；3D建模ABSTRACTWith the rapid development of robot technology, parallel manipulator used more and more widely, has become the hot spot in the field of new robots today. In view of the parallel manipulator mechanism more complex than the traditional serial manipulator problem, based on a lightweight high-speed three degree of freedom parallel manipulator as an example, the Delta at the completion of its kinematics, on the basis of the parallel manipulator has carried on the modeling and assembly.First, this paper introduces the working principle of three degrees of freedom parallel manipulator mechanism, and carries on the kinematics analysis. Among them, the institution of degree of freedom for the calculation of geometric method is used to obtain the positive kinematics solution and its inverse kinematics solution. Second, the institutions for the velocity model and the Jacobi matrix analysis. Implements the solidworks for spare parts and assembly drawing 3 d modeling of the organization. Finally, by a spare parts, implements the three degree of freedom parallel manipulator assembly.Keywords: Parallel manipulator；Three degrees of freedom；3D modeling目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题目的及意义 (1)1.3 课题研究内容 (1)第2章并联机械手的概述 (3)2.1 关于并联机械手 (3)2.1.1 并联机械手的定义与特点 (3)2.1.2 并联机械手的研究现状 (4)2.2 并联机械手的工业应用 (6)2.3 本章小结 (6)第3章三自由度并联机械手的运动学分析 (7)3.1 机构简介 (7)3.2 自由度分析 (7)3.3 运动学分析 (8)3.3.1 运动学逆解 (9)3.3.2 运动学正解 (9)3.3.3 速度模型及雅克比矩阵 (11)3.4 本章小结 (12)第4章delta机器人的结构设计.. ..... ..... ..... ..... ..... (14)4.1 delta机器人的总体结构设计 (14)4.2 上顶板 (14)4.3 电机座设计 (15)4.4 电机选取 (16)4.5 减速器选择与设计 (17)4.6 轴承校核 (18)4.7 本章小结 (19)第5章并联机械手的建模与装配 (21)5.1 三维建模软件solidworks简介 (21)5.2 并联机械手的三维建模 (21)5.3 并联机械手零件实体造型 (21)5.4 并联机械手装配 (22)5.5本章小结 (24)总结.....................................................................................,. (25)参考文献 (26)致谢 (27)第1章引言1.1课题背景翻开整个人类的历史，就会发现这是一部不断认识世界、改造世界的发展历史，一部伴随生产工具不断提高的生产力进步史。
三自由度Delta并联机器人的设计与仿真
目录摘要 (2)第1章引言 (6)1.1. 我国机器人研究现状 (8)1.2. 工业机器人概述： (9)1.3. 本论文研究的主要内容 (10)第2章机器人方案的设计 (15)2.1. 机器人机械设计的特点 (15)2.2. 与机器人有关的概念 (15)2.3. 工业机器人的组成及各部分关系概述 (16)2.4. 工业机器人的设计分析 (17)2.5. 方案设案 (18)2.6. 自由度分析 (18)2.7. 机械传动装置的选择 (20)2.7.1. 滚珠丝杠的选择 (20)第3章零部件设计与建模 (22)3.1. Croe软件介绍 (22)3.2. 关键零部件建模 (22)3.3. 各部分的装配关系 (36)第4章仿真分析 (39)第5章致谢 (43)参考文献 (44)摘要工业技术水平是工业用机器人现代化水平的重要指标，从研究和研究领域发展的结论，提高现代产业的要求，提高产业控制和控制任务的复杂性，提出了很高的要求。
理论上，我国末期输送能力和定位精确度高、小误差、惯性误差、反应速度快、工业工作并行、快速准确、现有工业工程预计会进一步增加，本文将研究并行研究、实用化并行以企业工学实用化为目标。
从摩擦接口、外乱和不确定性来看，如果没有连锁和动力学模型化的负担，传统的控制战略将难以得到基于控制有效性模型的预期。
通常，与一系列平行于更复杂的运动模型相比，动态测试和控制机制将更加复杂。
因此，有必要研究并联机构的动力学建模及其控制问题。
这是一个新的机器人，机器人的刚性。
承载能力高。
高精度。
小负荷的重量。
具有良好的性能和广泛的应用，是robotów.spokojnie系列的补充。
有一个固定的一部分，在特点和实验室条件下的动力学加速度（重力加速度），.终端控制机制，原来的三角洲是最有效的机制平行安装“电子项目机器人是机器人的控制和规划动力学研究的基础上，发挥着重要的作用，在“.badania kinematykę反向动力学和由简单到przodu.odwrotnie相对平行前进，kinematykę相对skomplikowane.na结构分析的基础上，建立了三角洲机器人模型，机器人的机器人。
DELTA并联机器人运动学分析与控制系统研究共3篇
DELTA并联机器人运动学分析与控制系统研究共3篇DELTA并联机器人运动学分析与控制系统研究1DELTA并联机器人是一种特殊的平面机器人，其构建方式是有三个"手臂"连接到一个平台上，形成了一个三角形的平面结构。
它具备高速、高精度和高可靠的特性，因此在组装、分拣和包装等领域有着广泛的应用。
机器人的运动学分析是研究机器人在运动时各种运动参数、关节位姿、速度和加速度等因素的关系。
DELTA机器人因为它的三角形平面结构，运动学模型相比于其他机器人则非常复杂。
在这种结构中，每个关节的运动都会对另外两个关节产生影响，因为每个关节都是相互连接的。
因此，建立运动学模型需要使用到复杂的几何算法和数学方程式。
在控制系统中，我们需要用某种方式去实现机器人的轨迹规划以及运动控制。
对于DELTA机器人，高速度和高精度都是极其重要的考虑因素。
在轨迹规划方面，我们需要考虑运动学模型，同时结合应用中的实际需求来确定机器人工作范围和路径规划。
在运动控制方面，我们需要提供特定的学习算法和控制器，同时考虑实时性需求，以确保机器人的控制是稳定和可靠的。
总的来说，DELTA并联机器人运动学分析与控制系统是一个复杂的问题，需要对机器人的构造和应用进行全面的考虑。
要想达到最佳的控制效果，我们需要基于准确的运动学模型建立合适的控制系统，并且不断地优化和改善整个系统，从而使得机器人在应用中得到最大的利用价值。
DELTA并联机器人运动学分析与控制系统研究2DELTA并联机器人是一种非常灵活和高效的机器人系统，它可以用于许多不同的应用领域，包括工业自动化、医药制造、食品加工、航空航天等等。
但是，要充分发挥DELTA并联机器人的优势，需要对其进行正确的运动学分析和控制系统研究。
一、DELTA并联机器人的基本结构和工作原理DELTA并联机器人由三个运动自由度的臂和三个固定的连杆组成，臂和连杆的结构构成一个平行四边形，并通过球面铰链联接。
最新Delta并联机器人的机构设计1汇总
D e l t a并联机器人的机构设计1零件的设计与选型1 定平台的设计定平台又称基座，在结构中属于固定的，具体的参数见图一，厚度 20cm。
定平台的等效圆半径为 210mm。
材料选用铸铁，铸造加工，开口处磨削加工保证精度。
最后进行打孔的工艺。
图一定平台设计图2 驱动杆的设计具体参数为长* 厚* 宽：880mm*10mm*20mm。
孔的参数为φ 10*10mm。
材料用铝合金，设计为杆式，质量小，经济，同时也满足载荷条件。
图二驱动杆的设计图3 从动杆的设计具体参数为长* 宽* 高：620*20*10mm。
孔参数为φ 10*10mm。
材料选用铝合金。
图三从动杆的设计图4 动平台的设计参数如下图，考虑到重量因素，采用铝合金，切削加工。
动平台的等效圆半径为 50mm，分布角为21.5°。
图四动平台的设计图5 链接销的设计45号钢，为主动杆和定平台的连接销：φ 9*66mm。
6 球铰链的选型目前，大多数的Delta机构的主动杆与从动杆的链接方式为球铰链的链接。
球型连接铰链是用于自动控制中的执行器与调节机构的连接附件。
它采用了球型轴承结构具有控制灵活、准确、扭转角度大的优点，由于该铰链安装、调整方便、安全可靠。
所以，它广泛地应用在电力、石油化工、冶金、矿山、轻纺等工业的自动控制系统中。
球铰链由于选用了球型轴承结构，能灵活的承受来自各异面的压力。
本文选用球铰链设计，是主要因为球铰链的可控性，以及结构简单，易于装配。
且有很好的可维护性。
本文选用了伯纳德的 SD 系列球铰链，相对运动角为60°。
7 垫圈的选型此处我们选用标准件。
GB/T 97.1 10‐140HV ，10.5*1.6mm。
8 电机的选型本设计的 Delta 机器人，主要面向工业中轻载的场合，比如封装饼干等。
因此，以下做电动机的选型处理。
由于需要对角度的精确控制，因此决定选用伺服电机。
交流伺服电机有以下特点：启动转矩大，运行范围广，无自转现象，正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转，这也是 Delta 机构需要的。
并联Delta机器人算法演示
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。
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。
Delta并联机器人的参数优化设计研究_724
【Delta并联机器人的参数优化设计研究】摘要:结构参数优化是并联机器人运动学设计的最终目标。
本文针对Delta 机器人提出了一种结构参数优化设计方法。
首先对机构进行运动学分析得到局部灵活度的性能评价指标,其次将局部性能评价指标综合为全域性能指标,将尺度综合问题归结为一类参数优化问题。
该方法对这类以及其他并联机构的运动学设计理论有一定指导意义。
关键词:并联机器人参数优化工作空间一、前言Delta机器人是一种具有3个平动自由度的高速并联机器人,也是目前商业应用最成功的并联机器人之一,该并联机器人有较广阔的操作空间,适应多种应用场合。
例如:轻工业中的包装、pick-and-place操作;医学手术等。
机器人结构参数优化设计是一个综合性很强的问题,需要考虑各个方面的要求,包括工作空间、灵活性、负载能力、条件数和刚度等,以确保机器人操作性能趋向最优。
事实上雅克比矩阵条件数已被公认为误差分析以及运动灵巧性的衡量指标,据此本文以Delta机器人为研究对象,在运动学层面上提出一种可使全域综合操作性能最优的机器人结构参数优化设计研究方法,该方法以雅可比矩阵条件数为目标,采用数值方法对机构参数优化并将其应用到实例中,最后通过算例证实其有效性。
二、系统简介如图1所示,Delta机构由静平台、动平台、3根主动杆、3个平行四边形从动支链组成。
主动杆与静平台通过转动副相连接,从动杆一端通过2个自由度的转动副与主动杆相连,另一端通过球铰与动平台相连。
3个这样的平行四边形从动支链保证了动平台只能有3个方向的平动自由度。
在静平台和动平台上分别建立坐标系oxyz、o'x'y'z'如图2所示。
点o'的位矢r=[xyz]T在oxyz可表示为r=bi-ai+l1ui+l2wi (1)式中bi,ai——节点Bi和Ai分别在oxyz和o'x'y'z'中的位置向量;l1,l2,——主动臂和从动臂长;ui,wi,——主动臂和从动臂的单位矢量;rb,ra,——静、动平台半径。
Delta并联机器人系统总体设计-论文
本科毕业设计（论文）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AbstractIn 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.................................................................................... 错误！未定义书签。
并联Delta机器人的传送带动态抓取系统设计
根据美国电气和电子工程师协会对机器人使用情况的统计，至08年底，全球地区已经布局了大约1000000台工业机器人，而日本是世界上使用工业机器人最多、普及最广的国家。
图1-3 每10000工人占有机器人的个数
Figure 1-3The number ofrobotper 10000 workers
图1-3是依照每10000个工人使用工业机器人数量的比例绘制的，从图中可以清晰的知道，日本工人的工业机器人分配密度达到了世界平均水平的9倍，几乎是第二位新加坡的2倍。排在前5的国家分别是：日本每一万工人拥有295台工业机器人、新加坡169台、韩国164台、德国163台、瑞典126台。虽然在这前五位国家中，有三位属于亚洲地区，但欧洲的工业机器人普及程度是全世界最广的。欧洲国家工业机器人密度为每万名工人50台、北美洲为31台、亚洲27台。
Figure1-1 The working line of robot
工业机器人具有智能化、可编程化、通用性等特点。它涵盖的科学技术相当广泛，总结下来，工业机器人就是机械技术和电子技术的结合，即机电一体化发展的高级产物。当前的工业机器人已经相当智能了，不仅具备了获得外部环境数据的各种传感器，还具有记忆存储、示教学习、语音识别、图像处理、逻辑推理判断功能。所以，在很大程度上，机器人技术的发展势必带动其他领域学科的发展。机器人技术的发展和应用程度也是一个国家科学技术和工业技术发展水平的衡量标准。
并联机器人控制
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。
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。
2.1.2 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 人本体的伺服控制、 视觉系统控制、气动 系统控制、传输系统 控制和一些附属设施 的控制。
delta并联机器人
可靠性优化
基于可靠性分析和优化算法， 提高机器人的可靠性和耐久性
，降低故障率。
delta并联机器人的实验验证
实验环境
搭建实验平台，模拟实际生产 环境，以便对机器人进行真实
场景下的性能测试和验证。
实验方法
采用合理的实验方法，包括性能 测试、精度测量、负载试验等， 以全面评估机器人的性能。
实验结果分析
控制器软件
编写或集成控制算法，如PID控制 器或模糊逻辑控制器，以实现机 器人的稳定和高效运动。
delta并适合机器人编程的语言，如C或 Python，以便于编写、调试和维护程 序。
开发环境
使用集成开发环境（IDE）或机器人操 作系统（ROS）等工具，以提高编程效 率和代码质量。
05
delta并联机器人的未来发展
delta并联机器人的研究方向
运动学与动力学研究
深入研究delta并联机器人的运动学和动力学模型，以提高其运动 精度和效率。
优化设计与控制
通过优化delta并联机器人的结构设计和控制算法，实现更快速、 准确和稳定的运动。
传感器与感知技术
研究新型传感器和感知技术，以实现delta并联机器人的自主导航、 避障和目标识别等功能。
delta并联机器人具有较强的环境适应能力，可在不同温度、湿度和光照条件下进行作业。
然而，delta并联机器人的研发和制造成本较高，且对控制算法和机械加工精度要求严格。 此外，由于其并联结构的特点，delta并联机器人在进行大范围移动时可能会受到限制。
02
delta并联机器人的工作原理
delta并联机器人的结构
对实验结果进行分析和评估，对 比优化前后的性能差异，验证优 化算法的有效性和优越性。
Delta并联机器人的参数优化设计研究
Delta并联机器人的参数优化设计研究摘要:结构参数优化是并联机器人运动学设计的最终目标。
本文针对Delta机器人提出了一种结构参数优化设计方法。
首先对机构进行运动学分析得到局部灵活度的性能评价指标,其次将局部性能评价指标综合为全域性能指标,将尺度综合问题归结为一类参数优化问题。
该方法对这类以及其他并联机构的运动学设计理论有一定指导意义。
关键词:并联机器人参数优化工作空间一、前言Delta机器人是一种具有3个平动自由度的高速并联机器人,也是目前商业应用最成功的并联机器人之一,该并联机器人有较广阔的操作空间,适应多种应用场合。
例如:轻工业中的包装、pick-and-place操作;医学手术等。
机器人结构参数优化设计是一个综合性很强的问题,需要考虑各个方面的要求,包括工作空间、灵活性、负载能力、条件数和刚度等,以确保机器人操作性能趋向最优。
事实上雅克比矩阵条件数已被公认为误差分析以及运动灵巧性的衡量指标,据此本文以Delta机器人为研究对象,在运动学层面上提出一种可使全域综合操作性能最优的机器人结构参数优化设计研究方法,该方法以雅可比矩阵条件数为目标,采用数值方法对机构参数优化并将其应用到实例中,最后通过算例证实其有效性。
二、系统简介如图1所示,Delta机构由静平台、动平台、3根主动杆、3个平行四边形从动支链组成。
主动杆与静平台通过转动副相连接,从动杆一端通过2个自由度的转动副与主动杆相连,另一端通过球铰与动平台相连。
3个这样的平行四边形从动支链保证了动平台只能有3个方向的平动自由度。
在静平台和动平台上分别建立坐标系oxyz、o'x'y'z'如图2所示。
点o'的位矢r=[xyz]T在oxyz可表示为r=bi-ai+l1ui+l2wi (1)式中bi,ai――节点Bi和Ai分别在oxyz和o'x'y'z'中的位置向量;l1,l2,――主动臂和从动臂长;ui,wi,――主动臂和从动臂的单位矢量;rb,ra,――静、动平台半径。
Delta并联机器人本体尺寸及结构参数优化设计研究
总723期第二十五期2020年9月河南科技Henan Science and TechnologyDelta并联机器人本体尺寸及结构参数优化设计研究张萌（辽宁装备制造职业技术学院机械工程系，辽宁沈阳110161）摘要：本文主要对Delta并联机器人本体尺寸及结构参数优化设计进行分析，在尺寸参数优化的基础上运用机器人学、多体动力学和结构拓扑优化方法进行综合分析，对机器人本体结构进行轻量化设计，以最大工作空间为优化目标，把工作空间内的全域工作灵活性作为约束条件，采用随机搜索的方法求解到最优结构参数。
关键词：Delta机器人；结构设计；参数优化中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）25-0027-02 Research on the Optimal Design of Body Size and StructuralParameters of Delta Parallel RobotZHANG Meng（Department of Mechanical Engineering,Liaoning Equipment ManufacturingVocational and Technical College，Shenyang Liaoning110161）Abstract:This paper mainly analyzed the size and structural parameter optimization design of delta parallel robot. On the basis of size parameter optimization,it used robotics,multi-body dynamics and structural topology optimiza⁃tion methods to carry out a comprehensive analysis.The lightweight design of the robot body structure was carried out with the maximum working space as the optimization objective and the global working flexibility in the workspace as the constraint the optimal structural parameters were obtained by random search.Keywords:Delta robot；structure design；parameter optimizationDelta机器人是一种具有3个平动自由度的高速并联机器人［1］，也是目前商业应用最成功的并联机器人之一。
delta并联机器人毕业设计
一、引言在当今工业自动化和智能制造的大环境下，机器人技术越来越受到关注和重视。
作为机械电子工程专业的学生，毕业设计是我在校学习和实践的一个重要环节。
在此次毕业设计中，我选择了设计一款delta 并联机器人。
二、delta并联机器人概述1.1 delta并联机器人的定义delta并联机器人，又称三角机器人，是一种具有特殊构型的并联机器人。
它由一个固定底座和三个活动连接臂组成，可以实现高速、高精度的运动。
1.2 delta并联机器人的优势（1）高速度和高精度：由于采用了并联结构，delta机器人可以实现快速、精准的运动，适用于需要大量重复动作的生产线。
（2）稳定性好：机器人的三个连接臂相互协调，具有较好的稳定性和平衡性。
（3）适应性强：delta机器人适用于各种工业制造场景，可以完成装配、搬运、喷涂等多种任务。
1.3 delta并联机器人的应用领域目前，delta机器人已经被广泛应用于电子、汽车、食品等行业。
其高速、高精度的优势使其成为自动化生产线上的热门选择。
三、delta并联机器人的设计2.1 机械结构设计在设计机器人的机械结构时，我充分考虑了机器人的稳定性、承载能力以及工作空间。
采用了轻质材料和优化设计，保证了机器人的结构强度和刚度。
2.2 传动系统设计传动系统是机器人的重要组成部分，直接影响到机器人的运动性能。
我选择了高精度的伺服电机和减速器，并采用了闭环控制技术，保证了机器人的高速、高精度运动。
2.3 控制系统设计为了实现机器人的自动化控制，我设计了一套完善的控制系统，包括运动控制、传感器反馈和人机交互界面等。
通过PLC和上位机软件的编程，实现了机器人的各种工作模式和任务规划。
2.4 软件系统设计机器人的软件系统是其智能化的核心，我使用了ROS等开源软件评台，开发了机器人的运动控制、路径规划、视觉识别等功能，使机器人具备了一定的智能化能力。
四、delta并联机器人的性能测试3.1 运动性能测试为了验证机器人的运动性能，我对其进行了速度、加速度、定位精度等方面的测试。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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）AbstractIn 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型串联机器人燕山大学本科生毕业设计（论文）2、并联机器人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。
并联机器人可以作为航天上的飞船对接器、航海上的潜艇救援对接器；工业上可以作为大件的装配机器人、精密操作的微动器。
近年来还研究将它用作虚拟6轴加工中心，以及毫米级的微型机器人等，可以预见这类机器人在21世纪将有广阔的发展前景。
它的复杂的机构学问题属于空间多自由度多环并联机构学理论这一新分支，这项理论是随着并联机器人研究而发展起来的，他不仅直接针对并联机器人，对于随机器人高技术发展起来的多机器人协调、多足步行机、多指多关节高灵活手爪等构成的并联多环机构学问题，都具有十分重要的指导意义。
并联机器人所具有的优点：（1）与串联机构相比刚度大，结构稳定；（2）承载能力大;（3）微动精度高;（4）运动负荷小;（5）在位置求解上，串联机构正解容易，但反解十分困难，而并联机构正解困难反解却非常容易。
由于机器人在线实时计算是要计算反解的，这对串联式十分不利，而并联式却容易实现。
并联机器人的典型类型stewart 型机器人。
图1-2 并联机器人国内外学术界和工程界对研究和开发并联机床都非常重视。
1994年在第1章绪论芝加哥国际机床博览会(IMTS’94)上首次展出了称为“六足虫”(Hexapod)和“变异型”(VARIAX)的数控机床与加工中心并引起了轰动[。
此后，各主要工业国家都投入了大量的人力和物力进行并联机床的研究与开发。
如美国IngersollMilling公司、Giddings&Lewis公司和Hexal 公司，英国GeodeticTechnology公司，俄罗斯Lapik 公司，德国Mikromat公司、亚琛工业大学、汉诺威大学、斯图加特大学,挪威Multicraft 公司，瑞士ETZH 和IFW 研究所，瑞典Neos机器人公司，意大利Comau 机床公司，丹麦Braun 公司，日本丰田公司、日立公司、三菱公司、韩国SENATECHNOLOGIES 公司等单位相继研制出不同结构形式的数控机床、激光加工和水射流机床、坐标测量机等基于并联机构的制造设备。
并联机床所涉及的基本理论问题同样引起了许多研究单位的重视, 由美国国家科学基金会动议，1998 年在意大利召开了第一届国际并联运动学机器专题研讨会，2000年在美国召开了第二届国际并联运动学机器专题研讨会。
我国已在国家“九五”科技攻关计划和“863”高技术发展计划中对并联机床的研究与开发予以支持。
中国科学院沈阳自动化研究所、清华大学、天津大学、哈尔滨工业大学、东北大学、河北工业大学等单位的研究人员也在积极从事并联机床领域的研究工作，并与相关企业合作研制了数台结构形式各异的样机.基于并联机器人的多坐标数控机床研究已成为机器人研究领域以及机床制造领域的研究热点。
目前，国内外所推出的各种并联机床大多数都是单纯利用并联机构(尤其是其中的Stewart平台机构)来构造机床(也有一些在并联机构的动平台上再串接一、两个转动关节以增加工具的姿态空间)。
根据其相应的并联机构所具有的自由度主要有6自由度(6条腿)以及3 自由度(3条腿)两类；按照各分支链的驱动方式可分为两种形式：一种形式为各分支链（定长杆）的一端通过滑块（或丝杠螺母副）沿固定平台导轨移动（简称“腿滑动”）来改变动平台的位置及姿态；另一种形式为通过各分支链杆长的伸缩（简称“腿伸缩”）来改变动平台的位置及姿态。
Delta机器人是并联机器人中的一种优秀代表。
可以成功的在狭小的工作空间进行高速抓取物体，以此做为本次课设的样机。
燕山大学本科生毕业设计（论文）1.2针对delta机器人的研究成果对于delta机器人机构控制器参数整定的方法，天津大学的王有启，黄田教授，针对delta并联机构，考虑随位姿实时变化的惯性负栽对伺服控制系统的影响，提出了一类三自由度高速并联机器人控制器参数整定新方法。
首先借助于矢量法导出delta机构的逆运动学和逆动力学模型，消元法建立其正解模型。
在此基础上，建立机电耦合控制模型，直接以机器人末端执行器在整个工作空间运动轨迹的均方根值误差作为综合性能优化目标，在无穷多PID参数非线性组合中离线整定出一组最优值，并通过进行前馈补偿，进一步提高系统精度。
天津大学张利敏，梅江平，赵学满研究广泛用于髙速抓放操作的delta 机械手动力尺度综合方法。