四自由度Delta机械手运动学逆解研究

童明浩， 王　君

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)



四自由度Delta机械手运动学逆解研究

童明浩， 王君

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)

[摘要]并联机器人的运动学分析是研究并联机构的基础。为使Delta四自由度机械手达到完成工作的目的，根据Delta并联机械手的特点，改进了两种四自由度Delta机器人设计，简化模型，建立数学模型及运动方程，推算出运动学逆解公式。根据机械手末端执行器的位置和姿态，得到伺服电机需要转动的转角。

[关键词]并联机器人；运动学；逆解

工业机械手(又称工业机器人)根据结构形式可以分为并联机械手和串联机械手两大类，串联机械手电机安装在运动关节处，惯量负载较大，在高速运行中易产生振动和细微形变，影响末端执行器的精度；并联机械手电机安装在固定机架上，并且一般以质量较轻的碳纤维材料作为手臂，因此在较高的速度和加速度下可保证末端执行器的精度，对机械手系统的运动性能有显著的提高。实际生产中，需要高速搬运工作场合一般使用并联机构。Delta机械手属于并联机械手，它的运动副由3个移动副和1个转动副组成。因此，对Delta并联机器人的研究成为工业机器人研究的一个重要领域[1-4]。传统的四自由度并联机械手的3个电机分别控制3个大臂运动，由中间的旋转轴控制末端执行器的旋转[4-7]。新型四自由度并联机构(如H4型、Par4型机器人)是近年来发明的一种Delta结构。Delta并联机器人中的复合运动结构使机器人的工作效率高于一般的串联机器人，但同时使其理论研究趋向复杂[8]。……