科技创新一种并联机器人结构设计与汽车领域应用研究.pdf

第 6期 机械设计与制造 2012年 6月 Machinery Design Manufacture l4l 文章编号：1001—3997(2012)06—0141-03 一 种并联机器人结构设计与汽车领域应用研究木 刘 玮 常思勤 (南京理工大学 机械工程学院，南京 210094) StudyonStructuralDesignofaParallelRobotandApplicationsinAutomobiles LIUW ei，CHANG Si-qin (SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China) 摘【 要】以模拟汽车越野变形路况为 目的，提出并设计了一种具有大转角特性的六自由度并联 机器人结构。该结构由六个倾斜布置的高速高精度直线电机通过运动连杆与负载平台铰接，实现负载 平台的空间六 自由度运动；基于几何法采用MATLAB建立了结构的运动学模型，对影响结构性能的参 数进行了分析，得出当连杆长度为28cm，负载平台半径为8cm时，结构具有较好性能的结论。研制了样 机，实际性能与仿真结果相吻合，并讨论了该结构在汽车领域中的应用，为进一步研究打下基础。 关键词：并联机器人；参数分析；汽车领域应用 【Abstract】Tosimulatethecross-countryroadcondition，a6-DOFparallelrobotwithlrageanglepe卜 formanceispresented．hconsistsofsix她 speednadprecisionlineramotorswhichweretiltingrarnaged tobehingedthroughloadingplatformnadsixlinkagestorealizethe6-DOFmotionoftherobot．Basedon geometricmethod，kinematicsmodelisestablishedbyusingMATLAB，thentheparametersthataffectthe performo~ceoftherobotraeanalyzed，andtheconclusionthattherobothasabetterperforma~cewhenthe lengthofthelinkageis28cmandtheradiusoftheplatformsi8cmsiobtained．Theprototypedeveloped whichactualperform~cesimatchedwithsimulationresults．Applicationsinautomobilesraedsicussedthat providesimportanttheoreticalbasisforfurtherreserach． Keywords：ParallelRobot；ParameterAnalysis；ApplicationsinAutomobiles 中图分类号：TH16，TP242 文献标识码：A 1引言 提出的六 自由度并联机器人结构与已有结构主要区别体现 在导轨的布置形式、驱动方式的选择和传动链的设计三个方面。 六 自由度并联机器人是一种多耦合的输入输出机械系统 ， 六自由度并联机器人结构简图，如图1所示。六个倾斜布置的直 具有刚度大、负载能力强、累积误差小等优点，主要应用领域包括 线电机固定于下平台，电机动子沿电机导轨 曰-B(i=l一6)移动， 运动模拟器、并联机床、微动机构