六自由度桌面型并联机器人RBT-6S03P实验指导书研讨.doc

RBT-6S03P桌面型 并联机器人实验指导书 苏州博实机器人技术有限公司目 录 并联机器人的理论知识 1 并联机器人概念及发展历史 1 并联机器人的术语解释 1 并联机器人与传统串联机器人的比较 2 并联机器人的应用 3 实验1 并联机器人的认识 6 1.1 实验目的 6 1.2 实验设备 6 1.3 实验原理 6 1.4 实验步骤 8 1.5 注意事项 10 实验2 并联机器人的机械系统 11 2.1 实验目的 11 2.2 实验设备 11 2.3 实验原理 11 2.4 实验步骤 14 2.5 注意事项 16 实验3 并联机器人的控制系统（扩展其他品牌伺服） 17 3.1 实验目的 17 3.2 实验设备 17 3.3 实验原理 17 3.4 实验步骤 20 3.5 注意事项 21 实验4 并联机器人运动学基础 22 4.1 1实验目的 22 4.2 实验设备 22 4.3 实验原理 22 4.4 实验步骤 24 实验5 插补与平面绘图实验 27 5.1 实验目的 27 5.2 实验设备 27 5.3 实验原理 27 5.4 实验步骤 28 5.5 思考题 31 5.6 注意事项 31 实验6 示教再现实验 32 6.1 实验目的 32 6.2 实验设备 32 6.3 实验原理 32 6.4 实验步骤 32 6.5 注意事项 33 实验7 沟槽、钻孔加工实验 34 7.1 实验目的 34 7.2 实验设备 34 7.3 实验原理 34 7.4 实验步骤 34 7.5 思考题 36 7.6 注意事项 37 实验8 斜面加工实验 38 8.1 实验目的 38 8.2 实验设备 38 8.3 实验原理 38 8.4 实验步骤 38 8.5 思考题 40 8.6 注意事项 40 并联机器人的理论知识 并联机器人概念及发展历史 传统的工业机器人一般是由机座、腰部(或肩部)、大臂、小臂、腕部和手部构成，大臂小臂以串联方式联接，因而也称串联机器人。这类机器人的型式很多，可分为球坐标型式，还有直角坐标、圆柱坐标等型式，后来又出现全铰链的多关节型，这种多关节型机器人，在三维空间有很高的灵活性和广泛的通用性，典型的如PUMA机器人。 在串联机器人发展方兴未艾时，澳大利亚著名机构学教授Hunt在1978年提出，可以应用六自由度的SteWart平台机构作为机器人机构，到80年代中期、国际上研究并联机器人的人还寥寥无几，仅有McDowell、Ear1、Fincht、Yang、Lee、Duffy、Tesar等数人，出的成果也不多。到80年代末特别是90年代以来，并联式机器人才被广泛注意，并成为了新的热点，许多大型会议均设多个专题讨论，国际上也出现了很多这方面的著名学者。并联机构从结构上看，是用6根支杆将上下两平台联接而形成的，这6根支杆都可以独立的自由伸缩，它分别用球铰和虎克铰与上下平台联接，这样上平行与下平台就可进行6个独立运动，即有6个自由度，在三维空间可以作任意方向的移动和绕任何方向、位置的轴线转动。这种机构在1965年由Stewart提出，原是作为飞行模拟器用于训练飞行员的，机舱由6个液压缸支撑和驱动，可以使机舱获得任何需要的位姿。在我国燕山大学系统地开展了并联机器人机构学理论的研究，并于1990年研制出我国第一台并联机器人实验室样机，是计算机控制、液压伺服驱动，具有6个自由度，活动范围是1200mm×250mm的蘑菇形空间，持重1000N，外形尺寸高1750mm，圆周直径4500mm，全部用国产器件制成。哈尔滨工业大学，清华大学、北京航天航空大学等单位也在进行着这方面的研究。 并联机器机构可以严格定义为：上下平台用2个或2个以上分支相连，机构只有2个或2个以上自由度，且以并联方式驱动的机构称为并联器机构。但从机构学的角度出发，只要是各自由度的，驱动分配在同的环路上的并联多环机构都可称并联机器人无论是从结构上还是功能实现上都是一种新型机器人。并联机器人具有精度高、刚度大、惯性小、承载能力高、运动反解模型简单、操作速度高、易于控制等特点，因此，其应用范围从最初的飞行模拟器到近几年来的宇宙飞船空间对接器、精密操作微动机器人以及虚拟轴加工车床等。现在并联机器人的研究吸引了越来越多的科研学者，其应用范围也在不断的扩大。并联机器人的机构学与运动学主要研究并联机器人的运动学、奇异位形、工作空间和灵活度分析等方面，这是实现并联机器人控制和应用研究的基础。运动学运动学研究的内容包括位置正解和逆解两方面。位置正解就是根据给定的关节变量求机器人手部位姿，逆解就是根据机器人手部位姿求各关节变量。对于并联机器人而言，其位置逆解很容易，而正解是相当复杂的，许多理论研究者在求正解方面颇有建树。???燕山大学的黄真教授选用了 Stewart 机