DELTA机器人逆运动学的分析与控制.pdf

学兔兔 l 匐 化 DELTA机器人逆运动学的分析与控制 Inverse-kinematicanalysisand controlofa DEZ robot 许礼进’，刘有余 ，刘 阳 XULi~in，LIUYou．yu，LIUYang’- (1．安徽埃夫特智能装备有限公司，芜湖241000；2．安徽工程大学机械与汽车工程学院，芜湖 241000) 摘 要：为实[~,DELTA机器人高效离线编程，根据机械结构，对传动杆件简化并分析运动学逆解，建 立了运动学逆解方程和伺服电机与移动平台之间运动关系；根据机器人D—H坐标系参数，采用 MATLAB建立三维模型；通过界面控制移动平台末端运动 ，求解出各运动杆件的运动参数。 仿真分析表明：所述方法能够正确建立DELTA机器人模型，并可实现逆运动学求解。 关键词：DELTA；逆运动学；控制；MATLAB 中囝分类号；TP242．2 文献标识码：A 文章编号：1009--0134(2Ol4)09(上)一0066—04 Doi：10．3969／J．Issn．1009-0134．2014．09(上)．17 0 引言 平台上，另一端连接P。E、PE2、P3E，三个平行四 在物料分拣、电子装配等质量轻，速度快的 边形传动副，传动副另一端连接在PPP，移动平台 机器人作业中，常要求机器人具备识别系统、响 上 ，以驱动移动平台运动 。 应快、速度快、精度高的性能。DELTA机器人 由 于其独特的结构和良好的动力性能u】，能较好满足 固定平 上述要求。 自DELTA机器人诞生以来，国内外众多学者 对其运动学建模、工作空间求解等方面进行积极 探索口】。针对运动学方面，比较有代表性的工作 有螺旋理论及其应用。如Mustafa等人采用解析法 对其进行运动学正解分析，计算了三种典型关节向 量下的动平 台位姿件；Lipkin和Duffy基于扭矩的对 图1DELTA机器人结构 偶性提出了对机器人操作器进行扭矩控制的新方 DELTA机器人运动时，由于P1E1、PzE2、P3E3 。 但是，这些方法需建立逆运动学模型且模型 三个平行 四边形传动副只可能移动 ，为研究方 极其复杂，再现计算量大，控制效果不理想，实 便，将DELTA机器人的三个平行四边形传动副用 践中应用不强。 普通连杆代替，简化后的模型如图2所示。 以MATLAB为开发工具，针对DELTA机器人 应用中离线编程要求，研究运动学建模方法，并 提供DELTA机器人控制方法。 1 逆运动学分析 图1为某型DELTA机器人结构 图，由3组完全 相 同的支链连接固定平台和移动平台，每条支链 分别 由伺服电机驱动主动杆 ，使主动杆绕主动关 节转动，主动杆带动从动杆，从而带动移动平台 运动 。图2为机器人结构简图，B，B2B3为机器人固 定平台，PPP为机器人移动平台。固定平台通过 B。E。、BE、BE，三个主动杆，其一端连接在固定 图2 DELTA机器人结构简图 救稿日麓：2014-06-14 基盒项目：国家高技术研究发展863计划项 目 (2014AA041601)；安徽省自然科学基金项 目 (1408085ME94)