高速两平动并联抓放机器人的控制研究

邹晓晖 王红州 占晓煌 陈润六 郑小民

摘 要：针对一种两连杆同步伸缩的新型两自由度并联机构，分析了其运动学的正、逆解，并按照其运动要求规划了运动轨迹，进而在此基础上构建了基于PC和固高运动控制卡的控制系统，通过实际运行，达到了较好的效果。

关键词：两平动;并联机器人;控制;仿真

《中国制造2025》将机器人列为大力推动的十大重点领域之一[1]。电子、轻工、食品和医药等诸多行业的生产线中存在大量需以高频次对轻小物料进行分拣、包装、搬运等操作，必须采用高速机器人完成。目前，完成上述操作主要依赖串联机器人。这类机器人因需在各关节上设置电机，故各运动臂的惯性负载较大，不宜实现高速操作。而外转动副驱动的并联机器人将电机安装在机架上，故可采用轻杆作为运动臂，因而可使动平台获得极高的速度和加速度。1988年Clavel博士提出了空间三平移Delta机械结构[[[]REY L，CLAVEL R.The Delta Parallel Robot[M].Parallel Kinematic Machines.London，UK： Springer， 1999.]]和我国天津大学设计的Diamond并联机械手[[[]梅江平.Diamond高速并联机械手[J].天津科技，2007（04）：23-25.]][[[]王喆，曾侠，刘松涛，宋涛，梅江平.一种2自由度高速并联机械手的轨迹规划方法[J].天津大学学报（自然科学与工程技术版），2016，49（07）：687-694.]]在少自由度机器人中占据重要的席位。

本项目组发明了一种两连杆同步伸缩的新型两自由度并联机构，采用两连杆同步伸缩的平行四边形机构来完成动平台在平面上两维平动运动。本文针对此并联机器人的控制进行了一些研究。

1.并联机器人位置分析

并联机器人结构具体如图1所示，其中导轨1和导轨2可以通过同步带传动实现同步伸缩。……