基于5R并联堆垛机构的运动学分析与示教再现-轻工学报-郑州.PDF

第２８卷　第１期 郑 州 轻 工 业 学 院学 报 （自然 科 学版 ） Ｖｏｌ．２８　Ｎｏ．１ ２０１３年２月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＺＨＥＮＧＺＨＯＵＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＬＩＧＨＴＩＮＤＵＳＴＲＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｆｅｂ．２０１３ 文章编号：２０９５－４７６Ｘ（２０１３）０１－００６２－０４ 基于５Ｒ并联堆垛机构的 运动学分析与示教再现 李伟，　曹晓彦，　逯江 （郑州轻工业学院 机电工程学院，河南 郑州 ４５０００２） 摘要：研究了一种基于５Ｒ并联堆垛机构的运动轨迹智能控制的设计方法．该方法通过对５Ｒ机构控 制系统和逆运动学的分析，给定５Ｒ机构２个步进电动机的位置，从而确定连杆末端执行件的位姿， 通过使每个电动机角度变化之差平方和最小的方法来解决求运动学逆解时唯一的连杆执行件轨迹 点并不能确定唯一的２个步进电动机位姿的问题．示教再现方法很好地解决了５Ｒ机构的智能控 制，可以减少编程工作，提高堆垛工作效率． 关键词：５Ｒ并联堆垛机构；智能控制；示教再现；运动学分析 中图分类号：ＴＨ１１　　文献标志码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－４７６Ｘ．２０１３．０１．０１５ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｅａｃｈｉｎｇａｎｄｐｌａｙｂａｃｋｂａｓｅｄ ｏｎ５Ｒｐａｒａｌｌｅｌｓｔａｃｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ ＬＩＷｅｉ，　ＣＡＯＸｉａｏｙａｎ，　ＬＵＪｉａｎｇ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｔｈａｔｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｏｆｍｏｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｂａｓｅｄｏｎ５Ｒｐａｒａｌｌｅｌｓｔａｃｋｉｎｇｍｅｃｈ ａｎｉｓｍｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｂｙａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｉｎｖｅｒｓｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｏｆｔｈｅ５Ｒｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｉｔ ｃａｎｂｅｃｏｎｃｌｕｄｅｄｗｈｅｎｔｈｅ５Ｒｉｓｇｉｖｅｎｔｗｏｏｒｉｇｉｎａｌｍｏｖｉｎｇｐａｒｔｓ，ｉｔｃａｎｕｎｉｑｕｅｌｙｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｐｏｓｅｏｆｔｈｅ ｒｏｄｅｎｄｏｆｔｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｐａｒｔｓ，ｉｎｓｅｅｋｉｎｇｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｉｎｖｅｒｓｅｓｏｌｕｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍｐｒｉｎｃｉｐｌｅｔｈａｔｔｈｅｓｑｕａｒｅｏｆｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｒｉｍｅｍｏｖｅｒｒｏｔａｔｉｏｎａｎｇｌｅｏｆａｄｊａｃｅｎｔｔｒａｃｋ ｐｏｉｎｔｓ，ｔｈｅｏｎｌｙｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｒｏｄｔｒａｃｋｃａｎ’ｔｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｏｎｌｙｔｗｏｏｒｉｇｉｎａｌｍｏｖｉｎｇｐａｒｔｓ．Ｉｔｉｓａｇｏｏｄ ｍｅｔｈｏｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅ５Ｒｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓｂｙｔｅａｃｈｉｎｇａｎｄｐｌａｙｂａｃｋｍｅｔｈｏｄ．Ｉｔｃａｎａｌｓｏ ｒｅｄｕｃｅｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｅｆｆｏｒｔａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓｔａｃｋｉｎｇｗｏｒｋ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：５Ｒｐａｒａｌｌｅｌｓｔａｃｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌ；ｔｅａｃｈｉｎｇａｎｄｐｌａｙｂａｃｋ；ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓ 们提出了一种新型的具有多运动链结构的机器 ０　引言 人———并联机器人．多自由度并联机构自身也存在 作为一种先进的生产工具，机器人已经被广泛 着一些比较明显的缺点，如工作空间小、灵活度较 应用于多个领域．为了弥补串联机器人的不足