一种并联机器人结构设计与汽车领域应用研究
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ＬＩ Ｗ ｅ ， Ｕ ｉＣＨＡＮＧ －ｑ ｎ Ｓｉ ｉ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｎ ｎｉｇＵ ｉ ｒｉ ｆ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ａｊ ｇ １ ０ ４ Ｃ ｉａ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｈ ｎｃ ｇｎ ｅｉ ， ａｊ ｎｖ ｓ ｙｏ ｉ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｎ ｎｉ ０ ９ ， ｈｎ ） Ｍｅ ａＥ ｎ ｎ ｅ ｔ Ｓ ｎ ｏ ｎ２
刘 玮 常 思勤
（ 南京 理工大 学 机械 工程学 院 ， 京 ２ ０ ９ ） 南 １ ０ ４ Ｓｔ ｄ ｎ Ｓｔｕ ｔ ｒ ｓｇ ｆ ｒ ｌ ｌ ｂ ｔａ ｄ Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｎ Ａｕｏ ｂ ｌｓ ｕ ｙ ｏ ｒ ｃ ｕ ａｌ Ｄｅ ｉｎ ｏ Ｐａ ａ ｌ ａ ｅ Ｒｏ ｏ ｎ ｐ ｉ ｔ ｓ ｉ ｔ ｍｏ ｉ Βιβλιοθήκη Baidu ｃ ｏ ｅ
机， 实际性 能与仿真 结果相 吻合 ， 并讨 论 了该 结构在 汽车领域 中的应 用 ， 为进一 步研 究打 下基 础 。 关键 词 ： 并联机 器人 ； 数分析 ； 参 汽车领域 应用
【 ｂｔ ｃ】 ｏ ｉ ｕ ｔ ｔ ｒ ｓｃｕｔ ａ ｎｉｏ ， Ｄ Ｆ ａ ｌ ｌｏｏ ｗｔ ｌ ｇ ｇ ｅ Ａ ｓ ａｔ Ｔ ｍ ｌｅ ｈ ｃ ｓ ｏｎ ｙ ｏｄ ｏｄ ｉ ａ － Ｏ ｒ ｌ ｂｔ ｉ ｅ ｎ ｌｐ 卜 ｒ ｓ ａ ｅ ｏ － ｒｒ ｃ ｔｎ ６ ｐ ａｅｒ ｈａ ａ ｅ ｒ
第 ６期
２１ ０ ２年 ６月
文 章 编 号 ：０ １ ３ ９ （ ０ ２０ — １ １０ １０ — ９ ７ ２ １ ）６ ０ ４ － ３
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉ ｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｆｃ ｕ ｅ ｎｕ ａ ｔ ｒ ｌ ４ｌ
一
种 并联机 器人 结构 计 与 汽 车领 域 应 用研 究 设 木
ｗ ｉ ｃｕ ｌ ｅ ｏｍ ｅｉ ｍ ｔ ｅ ｉ ｉ ｕａｉｎｒｓ ｌ．ｐ ｌ ａｉｎ ｕｏ ｏ ｉ ｓ ｅｄ ｃｓｅ ａ ｈｃ ａｔａ ｐ ｒ ｒ ￣ｃ ａｃ ｄｗｔ ｓｍ ｌｔ ｕ ｓ ｐｉ ｏｓｉ ａ ｔ ｂｌ ｉ ｕｓｄｔｔ ｈ ｆ ｓ ｈ ｈ ｏ ｅ ｔＡ ｃ ｔ ｎ ｍ ｅａ ｓ ｒ ｈ ｐｏ ｉｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｒｔ ａ ａｉｆｒ ｕｔｅ ｓａｃ ． ｒｖｄｓｉ ｏｔ ｔｈ ｏｅｉ ｌ ｓ ｓ ｏｆ ｒ ｒ ｅｅ ｈ ｍ ａ ｔ ｃ ｂ ｈ ｒ ｒ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｐ ｒ ｌ ｌ ｂ ｔＰａ ａ ｅ ｅ ａ ｙ ｉ ； ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｔ ｍ ｏ ｉ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ａ ｌ ｅ Ｒｏ ｏ ； ｒ ｍ ｔ ｒ Ａｎ ｌ ｓｓ Ａｐ ｌ ｔ ｓｉ Ａｕ ｏ ｂ ｌ ｃ ｏ ｎ ｅ
中 图分 类号 ：Ｈ１ ，Ｐ ４ 文献标 识码 ： Ｔ ６Ｔ ２ ２ Ａ
提出的六 自由度并联机器人结构与 已有结构主要区别体现
在导轨 的布置形式 、驱动方式 的选择和传动链 的设计三个方面。 六 自由度并联机器人结构简图， 图 １ 如 所示 。六个倾斜布置的直
１ 引 言
六 自由度并联机器人是一种多耦合的输入输 出机械 系统 ， 具有刚度大 、 负载能力强 、 累积误差小等优点 ， 主要应用领域包括 运动模拟器 、 并联机床 、 微动机构 、 工业机器人等。六 自由度并联 机器人首次实际应用是在 １４ ９ ９年文献Ｉ 】 用于万能轮胎检测。 ９ ５ １６
ｇｏ ｅｒ ｅｈｄｋｎｍ ｉ ｏ ｅ ｉ ｅｔ ｌｈ ｄｂ ｓ ｇＭＡ Ｌ Ｂｔｅ ｅｐｒｍ ｔ ｓｔａ ｆｃ ｔｅ ｅｍ ｔｃｍ ｔｏ ，ｉｅ ａ ｃ ｍ ｄｌｓ ｓ ｂｉ ｅ ｙｕｉ Ｔ Ａ ， ｎｔ ａａ ｅｅ ｈｔｆｅｔｈ ｉ ｔ ｓ ａ ｓ ｎ ｈ ｈ ｒ ａ ｐ ｒ ｒｏｃ ｔｅｒｂｔ ｅａａ ｚｄａｄｔｅｃｎｌ ｉｎｔａ ｔｅｒｂｔ ａ ａｂｔｒ ｅ ｏｍ ￣ｅｗ ｅ ｅ ｅ ｏｍ￣ ｅｏ ｈ ｏｏ ａ ｎｌ ｅ ，ｎ ｏｃｕ ｏ ｔ ｈ ｏｏ ｈ ｅｅ ｒ ｒ ａｃ ｈｎｔ ｆ ｆ ｒ ｙ ｈ ｓ ｈ ｓ ｔ ｐｆ ｈ ｌｎｔ ｅｌ ｋ ｅｉ ２ｃ ｎ ｅｒｄｕ ｅｐａ ｏｍ ｉ ８ｍ ｉ ｏｔ ｎｄＴｅｐｏｏ ｐ ｅｅｏｅ ｅｇｈｏ ｔ ｉ ａ ８ｍ ａｄｔ ａｉ ｏ ｔ ｌｆｒ ｃ ｂａ ｅ．ｈ ｒｔｔ ｅｄｖｌ ｄ ｆ ｈ ｎｇ ｓ ｈ ｓｆ ｈ ｔ ｓ ｓ ｉ ｙ ｐ
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【 摘 要】 以模拟汽车越野变形路况为 目的，提 出并设计了一种具有大转角特性的六 自由度并联 机 器人 结构 。该 结构 由六个倾斜 布置 的 高速 高精度 直 线 电机通 过运 动连杆 与 负载平 台铰接 ， 实现 负载
平台的空间六 自由度运动 ； 于几何 法采用 Ｍ Ｔ Ａ 基 Ａ Ｌ Ｂ建立了结构的运动学模型 ， 对影响结构性能的参 数进行 了分析， 出当连杆长度为 ２ｃ ， 得 ８ｍ 负载平台半径为 ８ｍ 时， ｃ 结构具有较好性能的结论。 研制了样
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机， 实际性 能与仿真 结果相 吻合 ， 并讨 论 了该 结构在 汽车领域 中的应 用 ， 为进一 步研 究打 下基 础 。 关键 词 ： 并联机 器人 ； 数分析 ； 参 汽车领域 应用
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第 ６期
２１ ０ ２年 ６月
文 章 编 号 ：０ １ ３ ９ （ ０ ２０ — １ １０ １０ — ９ ７ ２ １ ）６ ０ ４ － ３
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉ ｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｆｃ ｕ ｅ ｎｕ ａ ｔ ｒ ｌ ４ｌ
一
种 并联机 器人 结构 计 与 汽 车领 域 应 用研 究 设 木
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六 自由度并联机器人是一种多耦合的输入输 出机械 系统 ， 具有刚度大 、 负载能力强 、 累积误差小等优点 ， 主要应用领域包括 运动模拟器 、 并联机床 、 微动机构 、 工业机器人等。六 自由度并联 机器人首次实际应用是在 １４ ９ ９年文献Ｉ 】 用于万能轮胎检测。 ９ ５ １６
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【 摘 要】 以模拟汽车越野变形路况为 目的，提 出并设计了一种具有大转角特性的六 自由度并联 机 器人 结构 。该 结构 由六个倾斜 布置 的 高速 高精度 直 线 电机通 过运 动连杆 与 负载平 台铰接 ， 实现 负载
平台的空间六 自由度运动 ； 于几何 法采用 Ｍ Ｔ Ａ 基 Ａ Ｌ Ｂ建立了结构的运动学模型 ， 对影响结构性能的参 数进行 了分析， 出当连杆长度为 ２ｃ ， 得 ８ｍ 负载平台半径为 ８ｍ 时， ｃ 结构具有较好性能的结论。 研制了样