delta并联机器人
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机器人
一、Delta并联机器人1. Delta并联机器人概述Delta机器人属于高速、轻载的并联机器人，一般通过示教编程或视觉系统捕捉目标物体，由三个并联的伺服轴确定抓具中心（TCP）的空间位置，实现目标物体的运输，加工等操作。
Delta机器人主要应用于食品、药品和电子产品等加工、装配。
Delta机器人以其重量轻、体积小、运动速度快、定位精确、成本低、效率高等特点，正在市场上被广泛应用。
2. Delta并联机器人特点Delta机器人是典型的空间三自由度并联机构，整体结构精密、紧凑，驱动部分均布于固定平台，这些特点使它具有如下特性：承载能力强、刚度大、自重负荷比小、动态性能好。
并行三自由度机械臂结构，重复定位精度高。
超高速拾取物品，一秒钟多个节拍。
3. Delta并联机器人应用系统Delta并联机器人应用系统主要由三个部分组成：机器人、输送线及机器人安装框架。
其布局如下图1。
3.1 组成机器人由基板、电机罩、旋转轴、主机械臂、副机械臂、抓具中心等组成，如下图2所示。
图1 Delta机器人整体布局图2 Delta机器组成图3 Delta机器人输送装置3.2 输送线机器人配套输送线采用电机输送带方式，输送线如图3所示。
通过机器人视觉系统定位与输送线编码器反馈位置的方式，实现机器人对目标工件的位置、姿态识别和准确抓取。
根据节拍与现场需要，可并行多条输送线同时操作。
3.3 机器人安装框架机器人安装框架用来固定机器人机构，其结构及安装方式根据现场应用进行定制。
4. Delta并联机器人工作空间Delta机器人的工作空间由主机械臂及副机械臂的长度、动平台与静平台半径，以及主动臂活动角度范围这几个参数来确定。
以负载为一公斤的delta机器人工作空间为例，如下图所示。
5. Delta并联机器人运动轨迹Delta机器人基本的运动轨迹如下图，由S1、S2、S3构成门字形的三部分轨迹组成，分别为拾取、平移、放置三个阶段。
Delta机器人进行抓取目标工件时主要以走门字形运动轨迹，也可根据不同的应用要求，规划不同的运动轨迹。
delta高速并联机器人关键技术的
通过先进的视觉系统和运动控制技术， Delta机器人能够实现高精度的定位和操作 ，确保产品质量和生产效率。
并联结构
易于编程和集成
采用并联结构设计，使得机器人具有较高 的刚性和稳定性，能够应对各种复杂作业 场景。
Delta高速并联机器人支持多种编程语言和 通信协议，方便与现有生产线和设备进行 集成，降低改造成本。
高精度传感与检测技术
提升机器人的感知能力是实现更高精度和更稳定运动的关键。未来，高 精度传感与检测技术将成为高速并联机器人领域的重要研究方向。
技术创新与应用拓展思考
融合新技术
探索将新技术如深度学习、强化学习等引入高速并联机器人的控制和决策系统，以提高机器人的智能 水平和适应能力。
拓展应用领域
除了传统的制造业领域，可以进一步拓展高速并联机器人在医疗、航空航天、救援等领域的应用，以 满足更多复杂任务的需求。
delta高速并联机器人关 键技术的
汇报人： 日期:
contents
目录
• Delta高速并联机器人概述 • 关键技术之：机构设计与优化 • 关键技术之：运动规划与控制 • 关键技术之：感知与交互 • 关键技术之：系统集成与应用 • 技术挑战与发展趋势
01
Delta高速并联机器人概述
机器人定义与分类
环境感知与适应
动态环境建模：通过传感器数据实时构建环境模 型，为机器人的路径规划和动作执行提供准确依 据。
障碍物检测与规避：通过距离传感器和视觉传感 器实时检测障碍物，实现机器人的自主避障功能 。
自适应控制策略：根据环境变化实时调整机器人 的控制策略，确保机器人在复杂环境中的稳定性 和高效性。
通过以上关键技术的研究和应用，可以提高Delta 高速并联机器人的感知能力和交互性能，使其更 好地适应各种复杂应用场景，推动机器人技术的 进一步发展。
delta型并联机器人运动学正解几何解法
delta型并联机器人运动学正解几何解法
Delta型并联机器人是一种具有优秀运动性能和灵活性的机器人，其运动学正解和逆解是机器人设计中重要的问题。
其中，运动学正解是指已知机器人各个关节的位置和运动学参数，通过正解计算出机器人工具端执行器的位置和姿态。
下面我们介绍一种基于几何解法的Delta型并联机器人运动学正解方法。
首先，我们需要确定Delta型机器人的坐标系。
通常情况下，Delta型机器人的基座为固定坐标系，工具端为可动坐标系。
接着，我们根据机器人的运动学参数和几何关系，计算出机器人的末端执行器位置和姿态。
具体步骤如下：
1. 首先，计算出机器人各个关节的位置和坐标系，并定义各个坐标系之间的变换关系。
2. 根据机器人的末端执行器坐标系，求出工具端姿态矩阵。
其姿态矩阵由工具端坐标系相对于上一级坐标系的旋转矩阵与平移矩阵组成。
3. 根据机器人基座坐标系和关节位置，计算出各个关节相对于机器人基座坐标系的位置，并计算出各个关节的长度。
4. 根据机器人几何结构和运动学参数，求出关节的角度，进而求出工具端末端的位置和姿态。
这种基于几何解法的方法能够较准确地计算出Delta型并联机器人的运动学正解，而且适用于各种复杂的机器人运动学问题。
当然，实际设计中还需根据工程实际情况，综合考虑机器人的性能、精度、可靠性等因素，合理选择机器人的运动学解法，以满足不同的工程需求。
delta并联机器人
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2.2 自由度分析
• 多数文章使用的公式：
2019/11/22
关于自由度计算公式的探索，可以参考 科学出版社出版的《论机构自由度
——寻找了150年的自由度通用公式》 12
2.3 保证动平台始终水平的机制
• Clavel给出的简图中从动杆两端是用 虎克铰（十字万向联轴节）联接的， 很容易分析出同组杆共面，又由对边 长度相等得出每组（如5a和5b两杆） 从动杆参与构成平行四边形。于是， 如图所示中的3组不同颜色轴线始终平 行，进而保证了动平台平行于静平台。
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2.6 工作空间
• 可达工作空间是机器人末端可达位置点的集合; 灵巧工作空间是在满 足给定位姿范围时机器人末端可达点的集合; 全工作空间是给定所有 位姿时机器人末端可达点的集合。下图中伞形空间为可达空间，圆柱 空间为其灵巧工作空间。
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3、delta并联机器人综合应用
3.1 分拣作业
1dof 0dof
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1.3 并联机构发展简史
• 1931年，格威内特（Gwinnett）基于球面并联机构的娱乐装置。 • 1938年，Pollard发明并联机构用于汽车喷涂。 • 1948年，Gough发明并联机构用于轮胎检测。 • …… • 1965年 Stewart在他的一篇文章提出了一种6自由度的并联机构，即
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4、关于并联机器人的思索
关于delta机器人
• Q1：delta机器人实际用球铰（3DOF）代替虎克铰 （2DOF）之后，无需添加其他约束，末端自由度不变？ （动平台仿真时会倾斜，但有样机如此做而不倾斜）
• Q2：使用球铰时，空间四杆机构是如何维持平行四边形 的？是靠弹簧拉紧作用？还是空间机构耦合的结果？
delta型并联机器人运动学正解几何解法
delta型并联机器人运动学正解几何解法Delta型并联机器人是一种高速、高精度的机器人，广泛应用于工业生产线上的自动化生产。
在机器人的运动学中，正解几何解法是一种常用的方法，可以用来计算机器人的末端执行器的位置和姿态。
本文将介绍Delta型并联机器人运动学正解几何解法的原理和应用。
Delta型并联机器人由三个平行的臂构成，每个臂上都有一个关节，臂与臂之间通过球形关节连接。
机器人的末端执行器位于三个臂的交点处，可以在三个平面内自由移动。
Delta型并联机器人的运动学正解几何解法是通过计算机器人的三个臂的长度和末端执行器的位置和姿态来确定机器人的运动状态。
Delta型并联机器人的运动学正解几何解法可以分为两个步骤。
第一步是计算机器人的三个臂的长度，这可以通过测量机器人的关节角度和臂的长度来实现。
第二步是计算机器人的末端执行器的位置和姿态，这可以通过三角函数和向量运算来实现。
在计算机器人的末端执行器的位置和姿态时，需要使用三角函数来计算机器人的关节角度和末端执行器的位置。
同时，还需要使用向量运算来计算机器人的末端执行器的姿态。
通过这些计算，可以得到机器人的运动状态，从而实现机器人的自动化生产。
Delta型并联机器人运动学正解几何解法的应用非常广泛，可以用于机器人的轨迹规划、运动控制和姿态控制等方面。
在工业生产线上，机器人的运动学正解几何解法可以帮助企业提高生产效率和产品质量，降低生产成本和人力成本。
Delta型并联机器人运动学正解几何解法是一种重要的计算方法，可以帮助企业实现机器人的自动化生产，提高生产效率和产品质量。
随着机器人技术的不断发展，Delta型并联机器人运动学正解几何解法将会得到更广泛的应用。
Delta机器人逆解算法
应用领域的拓展
01
02
03
工业自动化
将Delta机器人逆解算法 应用于更广泛的工业自动 化领域，如装配、包装、 检测等。
服务机器人
将Delta机器人逆解算法 应用于服务机器人领域， 如医疗护理、餐饮服务、 家庭助理等。
农业自动化
将Delta机器人逆解算法 应用于农业自动化领域， 如采摘、种植、灌溉等。
面临的挑战与机遇
技术挑战
Delta机器人逆解算法在技术上仍面临一些挑战，如模型误差、传感器噪声、动态环境等 。
应用挑战
在实际应用中，Delta机器人逆解算法需要与其他技术相结合，如机器视觉、传感器融合 等，以实现更复杂任务。
机遇
随着机器人技术的不断发展，Delta机器人逆解算法的应用前景广阔，具有很大的发展潜 力。同时，随着人工智能技术的进步，Delta机器人逆解算法有望实现更高级的功能和性 能。
在求解过程中，需要考虑机器人的约束条件，如关节角度 范围、奇异位形等，以确保求解得到的关节角度是可行的 。
逆解算法的求解方法
解析法
通过代数方法求解逆解方程，得到精确的关节角度。这种方法适用于简单的几何 形状和运动学模型，但在实际应用中可能存在多解或无解的情况。
数值法
采用迭代或搜索的方法求解逆解方程，通过不断逼近目标位置和姿态，得到近似 解。这种方法适用于复杂的几何形状和运动学模型，但计算量大且可能陷入局部 最优解。
逆解算法的优化策略
初始值选择
选择合适的初始值对于数值法的 求解至关重要，可以加速收敛并 避免陷入局部最优解。常用的方 法包括随机初始值、基于解析法
的初始值等。
约束处理
在求解过程中考虑约束条件，可 以采用罚函数法、增广拉格朗日 乘数法等方法处理约束，确保得
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机器人》课件
提高植保效果
详细描述
Delta机器人的精准施药和自动化作业能够 显著提高植保效果，促进农作物健康生长， 提高农业产量。
04
Delta机器人的挑战与未来展望
技术挑战
硬件限制
Delta机器人需要高精度的硬件设备，包括电机、减速器、传感器等，以确保其稳定性和精度。然而，这些硬件设备 的制造和维护成本较高，且容易受到磨损和损坏。
。同时，通过仿真软件可以对机器人的运动进行模拟，以便在实际应用
前进行验证和优化。
感知与决策
感知系统
感知系统是机器人感知外部环境的关键部分。通过传感器 和图像处理技术，感知系统可以获取机器人周围的环境信 息，如障碍物、目标物体等的位置和姿态。
决策算法
决策算法负责根据感知系统获取的信息和机器人的任务需 求，制定出最优的行动方案。常见的决策算法包括路径规 划、任务调度和避障算法等。
《Delta机器人》PPT课件
• Delta机器人简介 • Delta机器人技术解析 • Delta机器人案例展示 • Delta机器人的挑战与未来展望 • Delta机器人的实践与实验
01
Delta机器人简介
Delta机器人定义
01
Delta机器人是一种并联机器人， 其结构由三条相同的支链组成， 每条支链由一个伺服电机驱动。
应用挑战
任务复杂度
Delta机器人在实际应用中需要 完成的任务越来越复杂，包括装 配、包装、检测等。这些任务需 要机器人具备更高的灵活性和适
应性。
人机交互
Delta机器人在应用中需要与人 进行交互，包括安全防护、协同 作业等。如何实现安全、高效的
人机交互是一个重要的挑战。
维护与修复
由于Delta机器人通常在严苛的 环境中工作，其维护和修复工作 十分重要。然而，现有的维护和 修复技术仍有待提高，以满足实
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Delta机器人算法演示
并联Delta算法演示请参考以下范本：正文：1、引言本文档演示了并联Delta的算法及其应用。
并联Delta是一种多关节，由多个执行器组成，具有高度灵活性和精确性。
本文将介绍Delta的运动学模型、逆运动学求解算法以及实际应用案例。
2、Delta的运动学模型2.1 结构Delta由三个并联的杆臂组成，每个杆臂上装有一根长度可调的连杆。
三个杆臂通过球形关节连接到一个固定的基座上，形成一个三角形结构。
2.2 坐标系与关节角度Delta采用笛卡尔坐标系描述的位姿。
每个杆臂的长度、连杆的最大伸缩范围以及杆臂和基座之间的相对位置等参数需要提前进行标定。
2.3 运动学正解Delta的运动学正解是指根据给定的关节角度，计算末端执行器的位姿。
运动学正解可以很容易地通过正向计算得到，即将给定的关节角度代入的运动学模型方程求解。
3、Delta的逆运动学求解算法3.1 雅各比转置法逆运动学问题是指根据给定的末端执行器的位姿，计算相应的关节角度。
Delta的逆运动学问题可以通过雅各比转置法来求解。
该方法利用的雅各比矩阵进行迭代计算，直到得到满足位姿要求的关节角度。
3.2 优化算法除了雅各比转置法外，还有一些优化算法可以用于求解Delta 的逆运动学问题。
这些算法可以根据不同的需求选择不同的目标函数，通过优化算法来求解关节角度。
4、应用案例4.1 窗户玻璃安装Delta可以应用于窗户玻璃的自动安装。
通过对玻璃的尺寸和位置进行扫描，计算出关节角度，从而实现自动安装。
4.2 高精度拧紧螺栓Delta的高精度定位和灵活性使其适用于拧紧螺栓的应用。
通过计算出螺栓的位置和角度，Delta可以精确地控制拧紧力度。
附录：本文档涉及附件：1、Delta运动学模型方程2、Delta逆运动学求解算法代码示例法律名词及注释：1、并联：指多个执行器或传动系统同时起作用的机构或装置。
2、运动学：研究物体运动的力学学科。
3、逆运动学：已知末端位置，求解各个关节的位置和角度。
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机器人工作原理
delta机器人工作原理Delta机器人工作原理Delta机器人是一种特殊类型的工业机器人，主要用于高速、高精度运动的应用场景，如装配、包装、拣选和加工等。
Delta机器人具有优异的速度、精度和稳定性，成为了许多工业生产线上不可或缺的重要工具。
那么，Delta机器人工作原理是什么呢？下面，我们来一步步解析。
一、Delta机器人的定义Delta机器人是一种由三个并联机械臂组成的运动平台机器人，其中一个跟随其中一个轴线固定且相互垂直的臂作为基础，还有两个直线型平移臂相对地连在基础臂的两旁，三个臂基于关节和连接处具有一定范围的转动和伸缩，从而带动末端执行器在三维空间内实现精准定位和高速运动。
二、Delta机器人臂的结构Delta机器人的三个臂都是由一系列小型的连杆和转动关节组成的，这些关节和连杆也称为连轴器，关节带动连杆转动，连杆的长度和调整可以控制机械臂的位置。
这个连杆和转动关节的结构既紧凑又坚固，具有较高的稳定性和承载能力。
三、Delta机器人运动原理Delta机器人的运动原理是基于三个运动平台的协同运动，每个平台内部由6个运动自由度（三个旋转和三个伸缩）构成，每个运动平台上装有弹性杆、转动关节和执行器，通过单独控制每个平台的状态来实现机器臂的高速和点精度运动。
其中，每个弹性杆安装在一个伸缩套筒上，并连接到运动平台的两个转动关节上，整个弹性杆组成一个三角形。
通过控制下方的三个伸缩套筒的深度调整三角形的形状，从而在三维空间内实现各种姿态和位置的改变。
当前三个运动平台的平面相交，可以实现更高层次的速度和精度控制。
四、Delta机器人的控制系统Delta机器人的控制系统主要由硬件和软件两部分组成，硬件包括运动平台、传感器、运动控制器和执行器等，而软件则是指运动学算法和路径规划算法。
其中，运动学算法是描述机器人姿态和位置的数学模型，可以通过传感器采集的数据信息，反推机器人的运动状态；路径规划算法则是根据物体的坐标和机器人对该物体的加工场景，生成机器人的动作路径，以完成某种加工工艺。
delta机器人
Delta机器人属于高速、轻载的并联机器人， 一般通过示教编程或视觉系统捕捉目标物体，由三 个并联的伺服轴确定抓具中心（TCP）的空间位置， 实现目标物体的运输，加工等操作。 Delta机器人主要应用于食品、药品和电子产 品等加工、装配。Delta机器人以其重量轻、体积 小、运动速度快、定位精确、成本低、效率高等特 点，正在市场上被广泛应用。
Delta机器人应用系统主要由三个部分组成： 机器人、输送线及机器人安装框架。其布局如下 图。
1 机器人 机器人由基板、电机罩、 旋转轴、主机械臂、副机 械臂、抓具中心等组成， 如下图所示。
2 输送线 机器人配套输送线采用电机输送带方式，通过机器人 视觉系统定位与输送线编码器反馈位置的方式，实现 机器人对目标工件的位置、姿态识别和准确抓取。根 据节拍与现场需要，可并行多条输送线同时操作。
二 Delta机器人特点
Delta机器人是典型的空间三自由度并联机构， 整体结构精密、紧凑，驱动部分均布于固定平台，这 些特点使它具有如下特性： 承载能力强、刚度大、自重负荷比小、动态性能 好。 并行三自由度机械臂结构，重复定位精度高。 超高速拾取物品，一秒钟多个节拍。
三 Delta机器人应用系统
Delta机器人基本的运动轨迹如下图，由S1、S2、S3构 成门字形的三部分轨迹组成，分别为拾取、平移、放置 三个阶段。 Delta机器人进行抓取目标工件时主要以走门字形运动轨 迹，也可根据不同的应用要求，规划不同的运动轨迹。
六 产品用途
各类食品包装生产线 药品分拣、收集 电子行业：电路板焊接 轻质产品的包装及加工装配
3 机器人安装框架 机器人安装框架用来固 定机器人机构，其结构 及安装方式根据现场应 用进行定制。
试述Delta并联机器人的组成及工作原理
试述Delta并联机器人的组成及工作原理
delta机器人控制系统的工作原理和工作过程：当目标对象源源不断地进入分拣作业区时，在计算机的控制下，通过相机连续自动地获取作业对象图像，然后由软件对采集到的图像进行运算分析、变换目标对象坐标、识别目标对象分类信息、维护分拣目标的运动踪迹，最终控制机器人实现分拣动作，将目标对象分类拾取，放置到指定位置。
delta机器人是一种在分拣工作中广泛应用的机器人类型，由三个臂连接在基座上，通过在手臂中使用平行四边形来保持末端执行器的方向。
delta机器人属于并联类型，具有刚度大、受力平衡、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、结构简洁、动力性能好、动作快速、控制容易、静音和低维护等特点。
配备工业视觉和各种类型的末端执行器，可自动识别、定位输送带上快速移动的各种工件，实现机器人高速、精准的动态跟随输送带连续分拣作业，一些机器人每分钟可以执行300次分拣作业。
以上的文章内容就是介绍delta机器人控制系统的工作原理和工作过程的，大家现在都已经了解了吧。
delta机器人在分拣作业中起到了非常重要的作用，将delta机器人应用于生产线上大大的节省了人力成本，提高了工作效率。
delta并联机器人
delta并联机器人简介Delta并联机器人是一种具有高速度和高精度的机器人系统，广泛应用于工业生产线上的自动化操作。
该机器人系统通过多个可移动的杆件连接到一个中央平台，从而形成一个三角形结构。
Delta并联机器人通常由三个活动臂构成，每个臂都有自己的电机驱动和传感器。
工作原理Delta并联机器人的工作原理主要基于先进的运动控制技术和高精度传感器。
每个臂上的电机驱动器通过控制杆件的长度和角度来实现机器人的运动。
三个活动臂通过同步运动将末端执行器移动到所需的位置和方向。
传感器可以监测机器人的位置和姿态，从而实现精确的操作和控制。
应用领域Delta并联机器人在许多不同的领域都有广泛的应用。
以下是一些主要的应用领域：1. 生产线自动化Delta并联机器人在制造业中广泛用于自动化生产线上。
它们可以完成各种任务，包括装配、包装和物料搬运。
由于其高速度和高精度，它们能够提高生产效率并减少人力成本。
2. 食品加工在食品加工领域，Delta并联机器人可以执行各种复杂的任务，如食品分拣、包装和搅拌。
由于其卓越的运动控制性能，它们能够确保产品的质量和一致性。
3. 医疗Delta并联机器人在医疗领域中也有广泛的应用。
它们可以用于手术助手、药品分发和实验室操作等任务。
由于其高精度和可靠性，它们可以提供更安全和准确的医疗服务。
4. 物流和仓储在物流和仓储领域，Delta并联机器人可以执行物料的搬运、分拣和堆垛等任务。
它们可以在狭小的空间中自由移动，并且能够提高处理效率和减少错误。
优势和挑战优势Delta并联机器人具有以下优势：•高速度和高精度：Delta并联机器人的运动控制性能非常出色，能够以极高的速度和精度执行任务。
•灵活性：Delta并联机器人的设计使其能够在有限的空间内自由移动，适应不同的工作环境和需求。
•高负载能力：Delta并联机器人能够处理较大的工作负载，使其适用于各种不同的应用场景。
挑战尽管Delta并联机器人具有许多优势，但它们也面临一些挑战：•高成本：Delta并联机器人的制造和维护成本较高，使其在某些领域可能不太具备竞争力。
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。
并联Delta机器人算法演示
关键函数：
plot3(); axis(); norm(); dot(); cross(); input(); disp(); fprintf();
3 模拟演示
逆向
设定 R = 2、L = 4、目标坐标 [1, 1, 1]
第6页/共12页
4 规则及验证
R与L的设置必须满足一定关系才能覆盖工作圆
L的极限位置如下图，必须满足的最小长度
第7页/共12页
4 规则及验证
逆向计算时高度自适应，但必须限制目标坐标位置于工作圆内
第8页/共12页
4 规则及验证
正向计算时不限制工作x-y平面，但必须限制工作高度
第9页/共12页
4 规则及验证
验证 （R = 2 , L = 4）
逆向结果
第10页/共12页
正向公式：
x1
y P1
1
z1
x
2
y P2
2
z2
x3
y P3
3
z3
r
P1 P2 P2 P3 P3 P1 2 P1 P2* P2 P3
PC P1 P2 P3
Hale Waihona Puke P2 - P3 2P1 P2* P1 P3 2 P1 P2* P2 P32
P1 - P3 2P2 P1* P2 P3 2 P1 P2*P2 P32
P1 - P2 2P3 P1* P3 P2 2 P1 P2* P2 P32
第3页/共12页
坐标轴建立图示
2 Matlab实 现
建立变量：
基本参数由臂长L、工作圆半径R所确定，必须直接设定
第4页/共12页
2 Matlab实 现
基本思路为
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关于奇异概念的深入解析可以参考 《高等空间机构学》第九章或 其他关于并联机构的资料
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2.6 工作空间
• 可达工作空间是机器人末端可达位置点的集合; 灵巧工作空间是在满 足给定位姿范围时机器人末端可达点的集合; 全工作空间是给定所有 位姿时机器人末端可达点的集合。下图中伞形空间为可达空间，圆柱 空间为其灵巧工作空间。
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注意：中间杆14是为了增加末端执行器绕Z轴旋转的自由度，两端 是通过十字万向节与电机轴、末端执行器连接，末端执行器与动平台 通过轴承联接，故对动平台姿态保持无影响。
13
2.4运动学分析
• 与串联机器人相反，delta机器人逆解比正解的求取简单。 也可以像串联机器人一样建立DH坐标系，但逆解球分析 法会简单得多。
并联机器人
——仿生机器人学课程专题报告
姓名：吴@@ 班级：13级机硕1班 学号：2111301003
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内容安排：
1、并联机构与并联机器人简介 2、delta并联机构分析 3、delta并联机器人综合应用
3.1、分拣作业：delta机器人+视觉 3.2、delta机器人其他应用形式
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1931年Gwinnett的娱乐装置 （5D电影） 1965年Stewart机构
7
• 1979年，Mccallino等人首次设 计出了在小型计算机控制下，在 精密装配中完成校准任务的并联 机器人，从而真正拉开了并联机 器人研究的序幕。 • 1985年，法国克拉维尔（Clavel） 教授设计出delta并联机构，经 过不断修改完善，成功应用于医 疗、工业，实现商业化。于 1990年前后在各国申请专利。 • 在此之后，并联机器人逐渐成为 研究热点，越来越多的并联机构 被提出，但真正能应用于生产实 际的并不多。 • delta被称为“最成功的并联机 器人设计”，由于专利保护，限 制了其推广。专利到期后各企业 争相生产，成为热门机型。 2016/7/8
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空间并联机构的复杂性示例
平面机构自由度计算公式： F=3n-2pl-ph 式中 n为活动杆件数（不算机架） pl为平面低副数（即只有一个自由度的运动副） ph为平面高副数
平面五杆机构 （双链并联机构)
1dof
0dof
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1.3 并联机构发展简史
• • • • • 1931年，格威内特（Gwinnett）基于球面并联机构的娱乐装置。 1938年，Pollard发明并联机构用于汽车喷涂。 1948年，Gough发明并联机构用于轮胎检测。 …… 1965年 Stewart在他的一篇文章提出了一种6自由度的并联机构，即 著名的Stewart机构。（后来被应用到机床、海上矿井平台、飞行模 拟等多领域）
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1.1 并联机构组成
• 并联机器人组成：固定基座*1、末端执 行器*1、独立运动链*n（n>=2）。
• 机器人=机构+驱控系统+其他附件 • 仅分析结构特性时：
并联机构 并联机器人
• 与传统的串联机构相比，并联机构的零 部件数量少（主要有滚珠丝杠、伸缩杆 件、滑块构件、虎克铰、球铰、伺服电 机等），因而其制造和库存备件成本相 对要低，容易组装和模块化。
位置逆解：已知末端位置求各主动臂摆角 几何求法：以末端位置P点为圆心作球面S， 主动臂L1在其工作范围内摆动时端点轨迹线 与球面S相交于一点J1，此时L1的摆动角theta 即为位置逆解。类似可以求得其他两个摆角
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2.5 奇异性分析
• 奇异位形：实质上是指在机构达到该位形 的瞬时自由度改变（增加或减少） • 奇异(或称为特殊)位形是机构固有的性质， 是闭环机构, 尤其是并联机构研究中较复 杂的问题。可分为边界奇异、局部奇异和 结构奇异三种形式。 • delta机器人奇异位形也也比较复杂，不过 可以通过限制主动臂运动范围来避免奇异。
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3D打印：
打印“小蛮腰”
打印“莱茵瓶”
• delta并联机器人的高精度、高速的性能在3d打印 行业也得到的充分展现
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题外话
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只要￥1049
驱动在底下，同步带传动；磁力球 铰、无弹簧 样机试验成功、7月1日筹款结束，
• 活动：【DIY】Kossel 800开源3D打印机套件 • 详询：/projects/14147.html?from=Index_index
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机构简图：
• 合理的简化有助于对机构的分析，多篇文献中对delta机器 人进行了如上图所示的简化。比如进行自由度分析时，采 用机构简图a），b的解释：平台姿态不变→其上各点运动形 式一致→在保持末端运动轨迹一致的前提下，可 将3条运动链向平台中心位置平移） 2016/7/8 11
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3、delta并联机器人综合应用
3.1 分拣作业
视频：试管分拣 •
视频：双delta机器人协作
Apollo并联机器人在运动过程中可以实现快速加减速，最快抓取速度可达 2~4次/秒。配备视觉定位识别系统，精度可达±0.1mm。
Apollo并联机器人具有重量轻、体积小、运动速度快、定位精确、成本低、 效率高等特点，加之配置视觉后能够智能识别、检测物体等特点，主要应用 于食品、药品和电子产品等快速分拣、抓取、装配等领域。 2016/7/8 17 •
• 整列情景：
零件杂乱摆放，空间姿态各异，需 要排列整齐，末端4自由度不足 以完成任务
• 装配情景：
要求一次装夹完成多个面的装配， 同时，可能有细长孔插装任务。
双delta嵌套设计
因此，必须对原delta机器人 加以改进。
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FANUC六轴机器人
• 三轴铰接式手腕（专利 产品）+delta机器人 • 优点：1、末端增加3个 旋转自由度，可以适用 更复杂工况 • 2、速度更快每秒2000 度的速度拾取、旋转和 放置物体 • 缺点：有效负载降低。 第一代最大负载0.5kg， 目前最大载荷可达6kg。
delta并联机构
8
2、delta并联机构分析
2.1 结构组成
构件：静平台，动平台， 均布的3根主动臂， 3组从动臂（每组包 十字万向节 括2根平行杆）。 联接件：3个转动副， 12个虎克饺（十字 万向节）
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• 而实际生产中出于美观或其他工作条件的需求，常用球铰代替虎克铰。 两端各增加一个拉紧弹簧，有助于保持同组从动杆平行，但也有些样 机没有增加弹簧组件。
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•
• • • • •
各条运动链的误差在末端可以有一个相互抵消的平均化效果。 （4）结构紧凑灵活性强。通过运动耦合，可以实现末端复杂的运动轨迹， 尤其当应用于机床行业时，容易实现多轴联动，加工复杂曲面。 （5）使用寿命长。由于受力结构合理，运动部件磨损小。
缺点： （1）工作空间较小； （2）开发难度大（结构复杂，运动耦合复杂，奇异位形多)。
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1.2 并联机构特点
•
•
• 优点： （1）刚度质量比大。因采用并联闭环杆系,杆系理论上只承受拉、压载荷, 是典型的二力杆,并且多杆受力，使得传动机构具有很高的承载强度。 （2）动态性能优越。运动部件质量轻，惯性低,可有效改善伺服控制器 的动态性能,使动平台获得很高的速度与加速度,适于高速作业。 （3）运动精度高。并联机构不仅没有串联机构中存在的误差累积，而且
4、 关于delta并联机器人的思考
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1 并联机构与并联机器人
• 机器人技术的发展和应用极大地改变了人们的生产生活方式，不仅能 帮助人们完成单调重复的工作，而且能在危险恶劣的环境下完成复杂 的操作。然而，随着工作要求的不断提高，传统的串联机器人往往存 在运动惯量大、刚度低、误差累积等缺点。并联机器人的出现则刚好 弥补了这些不足。
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空间四杆扭曲
关于并联机器人
• 基于高精度、快速等固有优点，并联机器人从一出现就被 广泛地应用于工业、医疗等行业。随着科技水平的提升和 世界各国对机器人事业的推进，机器人已从工厂、实验室 等特定场所逐渐走向寻常百姓家，而并联/串并混联机器 人也理应占据一席之地。 • 然而据统计，当前在役机器人中采用串联要远多于并联。 并联机器人使用受限的原因很多，比如发展历史短，工作 空间较小、运动耦合复杂，结构分析困难等。然而这种困 难的背后往往潜藏着优越性，我们只有攻克各个难题之后 才能发现。在座的各位将来都是高技术人才，我们要有信 心、有决心迎接这些挑战。
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3.2 其他应用 手术：
据了解，更精密的机器人正被开发应 用于生物医学中，进行染色体切割等 高难度微细操作。
德国洪堡大学手术机器人
• 显微外科手术，定位精度高，避免人工操作时的颤抖（为确保安全， 应采用力/力矩控制模式，或至少加装力/力矩传感器）
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整列、装配：
2.2 自由度分析
• 多数文章使用的公式：
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关于自由度计算公式的探索，可以参考 科学出版社出版的《论机构自由度 12 ——寻找了150年的自由度通用公式》
2.3 保证动平台始终水平的机制
• Clavel给出的简图中从动杆两端是用 虎克铰（十字万向联轴节）联接的， 很容易分析出同组杆共面，又由对边 长度相等得出每组（如5a和5b两杆） 从动杆参与构成平行四边形。于是， 如图所示中的3组不同颜色轴线始终平 行，进而保证了动平台平行于静平台。
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4、关于并联机器人的思索