一种三自由度搬运机器人的设计

余亮，苗磊，高鲁文

(1.淮南师范学院 机械与电气工程学院，安徽 淮南，232000；2.艾欧史密斯(中国)热水器有限公司，江苏 南京，210000)

工业机器人的构造一般分为串联机构和并联机构，其中串联机器人主要由底座、腰部、大臂(上臂)、小臂(前臂)、腕部和手部组成[1-2]。常见的三自由度串联机构采用的是开链结构，驱动关节依次串接，具有工作负载能力大、操作空间广、运动控制简单易实现等性能优点，但串联机构也存在相应的缺陷，比如机构刚度低、末端执行器运动误差大、控制精度低、不便实施于高速作业等。常见的三自由度并联机器人主要由静平台、动平台和连接两者之间的3条运动支链组成。并联机构采用的是闭链结构，驱动关节主要安装在静平台上，动平台由多条运动支链与静平台相连，因此，并联机构具有机构刚度大、稳定性好、运动误差小、动态响应好、运行速度高且精确度高等优点，但并联机构同时具有操作空间小、系统耦合性强、控制系统设计较难等缺点。由此可见，串联、并联机器人在机构和性能上存有对偶关系，在生产领域里两者不是替代关系而是互补关系，各自都有其特殊的应用领域[3-7]。

工业机器人广泛应用于包装、分拣、抓取等重复性高的工业现场[8]。为满足国内某公司将冲压机生产的冲压铁线进行自动化搬运改造的需求，结合常见三自由度机器人的结构特征，针对其典型的工业生产应用，开发设计出一种新型三自由度机器人实现冲压铁线的物料搬运。……