圖文詳解并聯(lián)機器人，你了解嗎？

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并聯(lián)機器人早在20世紀的90年代就已嶄露頭角，現(xiàn)在更是工業(yè)機器人的新生代力量，廣泛應用在醫(yī)藥、電子等輕工業(yè)，本文就為大家介紹它的分類、應用領(lǐng)域等相關(guān)知識。

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發(fā)展歷程

1. 國外

1931年，Gwinnett在其專利中提出了一種基于球面并聯(lián)機構(gòu)的娛樂裝置。

并聯(lián)娛樂裝置

1940年，Pollard在其專利中提出了一種空間工業(yè)并聯(lián)機構(gòu)，用于汽車的噴漆。

Pollard的并聯(lián)機構(gòu)
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1962年，Gough發(fā)明了一種基于并聯(lián)機構(gòu)的六自由度輪胎檢測裝置。

輪胎檢測裝置

1965年，Stewart首次對Gough發(fā)明的這種機構(gòu)進行了機構(gòu)學意義上的研究，并將其推廣應用為飛行模擬器的運動產(chǎn)生裝置，這種機構(gòu)也是目前應用最廣的并聯(lián)機構(gòu)，被稱為Gough-Stewart機構(gòu)或Stewart機構(gòu)。

Gough- Stewart機構(gòu)

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1978年，Mccallino等人首次設計出了在小型計算機控制下，在精密裝置中完成校準任務的并聯(lián)機器人，真正拉開了并聯(lián)機器人研究的序幕。

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80年代末期到90年代以來，并聯(lián)機器人才引起廣泛注意。

2. 國內(nèi)

1991年，燕山大學黃真教授在研制出我國第一臺六自由度并聯(lián)機器人樣機。

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1997年，清華大學和天津大學合作研制大型鏜床類并聯(lián)樣機VAMTIY。

1998年，東北大學研制了五軸聯(lián)動三桿并聯(lián)機床DSX5-70。

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1999年，天津大學和天津第一機床總廠合作研制了三坐標并聯(lián)機床商品化樣機LINAPOD，哈爾濱工業(yè)大學也研制了一臺六自由度并聯(lián)機床樣機。

我國對并聯(lián)機器人的研究起步較晚，技術(shù)與國外相比還存在著差距。不過，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，國產(chǎn)并聯(lián)機器人應用水平日益提高，逐漸受到企業(yè)的認可與使用。

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并聯(lián)機器人特點

并聯(lián)機構(gòu)（Parallel Mechanism，簡稱PM），可以定義為動平臺和靜平臺（定平臺）通過至少兩個獨立的運動鏈相連接，機構(gòu)具有兩個或兩個以上自由度，且以并聯(lián)方式驅(qū)動的一種閉環(huán)機構(gòu)。

其特點有：結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，承載能力大；無累計誤差，精度高；占用空間小；速度快，運動性能佳，部件磨損小，壽命長。

并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)圖
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并聯(lián)構(gòu)型分類

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在并聯(lián)機器人機構(gòu)體系中，有多種機構(gòu)種類的劃分，按照自由度劃分，分為：

1. 二自由度并聯(lián)機構(gòu)

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在并聯(lián)機構(gòu)領(lǐng)域，二自由度并聯(lián)機構(gòu)的自由度最少，分為平面結(jié)構(gòu)和球面結(jié)構(gòu)兩大類，主要適用于平面或球面定位，應用領(lǐng)域大。

天津大學擁有獨立知識產(chǎn)權(quán)的二自由度并聯(lián)機構(gòu)Diamond機器人目前已規(guī)模化應用在電子、醫(yī)藥、食品等工業(yè)領(lǐng)域中，為包裝、移載等物流環(huán)節(jié)提供了高效、高質(zhì)的保障。

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2. 三自由度并聯(lián)機構(gòu)

三自由度并聯(lián)機構(gòu)種類較多，形式較復雜，一般有以下形式：平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)，如3-RRR機構(gòu)，它們具有兩個移動和一個轉(zhuǎn)動；球面三自由度并聯(lián)機構(gòu)，如3-UPS-1-S球面機構(gòu)，該類機構(gòu)的運動學正反解都很簡單，是一種應用很廣泛的三維移動空間機構(gòu)；空間三自由度并聯(lián)機構(gòu)，這類機構(gòu)屬于欠秩機構(gòu)，在工作空間內(nèi)不同的點其運動形式不同是其最顯著的特點；還有一類是增加輔助桿件和運動副的空間機構(gòu)。

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3. 四自由度并聯(lián)機構(gòu)

四自由度并聯(lián)機構(gòu)大多不是完全并聯(lián)機構(gòu)，不過可以擴大應用范圍，在三自由度并聯(lián)機構(gòu)的基礎上增加一個轉(zhuǎn)動自由度，形成四自由度并聯(lián)機器人。

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4. 五自由度并聯(lián)機構(gòu)

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國際上一直認為不存在全對稱五自由度并聯(lián)機器人機構(gòu)。不過，非對稱五自由度并聯(lián)機器人機構(gòu)比較容易綜合。Lee和Park在1999年提出一種結(jié)構(gòu)復雜的雙層五自由度并聯(lián)機構(gòu)；Jin等在2001年綜合出具有三個移動自由度和兩個轉(zhuǎn)動自由度的非對稱五自由度并聯(lián)機構(gòu)。

5. 六自由度并聯(lián)機構(gòu)

六自由度并聯(lián)機構(gòu)是并聯(lián)機器人機構(gòu)中的一大類，是國內(nèi)外學者研究得最多的并聯(lián)機構(gòu)，廣泛應用在飛行模擬器、六維力與力矩傳感器和并聯(lián)機床等領(lǐng)域。但這類機構(gòu)有很多關(guān)鍵性技術(shù)沒有或沒有完全得到解決，比如其運動學正解、動力學模型的建立以及并聯(lián)機床的精度標定等。

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應用領(lǐng)域

并聯(lián)機構(gòu)多用于需要高剛度、高精度、高速度，無需大空間的場合，具體應用包括：

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1. 食品、醫(yī)藥、電子、化工行業(yè)的分揀、搬運、裝箱等。

2. 模擬運動

如飛行員三維空間訓練模擬器；工程模擬器，如船用搖擺臺等；檢測產(chǎn)品在模擬的反復沖擊、振動下的運行可靠性；娛樂運動模擬臺。

波音737-400飛行模擬器

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3. 并聯(lián)機床

4. 對接動作

航天器對接口

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如宇宙飛船的空間對接；汽車裝配線上的車輪安裝；醫(yī)院中的假肢接骨。

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5. 承載運動

如大扭矩螺栓緊固；短距離重物搬運。

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6. 金屬切削加工

可應用于各類銑床、磨床、鉆床或點焊機、切割機。

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7. 可用于測量機，用來作為其他機構(gòu)的誤差補償器

8. 微操作機器人

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用于微動機構(gòu)或者微型機構(gòu)

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9. 機器人關(guān)節(jié)

可用作機器人的關(guān)節(jié)，如爬行機構(gòu)、食品、醫(yī)藥包裝和移載機械手等。

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并聯(lián)機器人在操作中具有重量輕、剛度高、速度快等等許多優(yōu)勢，應用于許多不同領(lǐng)域，因此，了解一些它的相關(guān)知識，相信會對您有所幫助。

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這個是個高端行業(yè)，結(jié)構(gòu)動力學要求高。

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第一張照片就看到了PIAB的piGrip BGI吸盤

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負荷小的情況下可以用，至于弄機床搞加工就太勉強了，我覺得這就是個炒作，是資本在后面搗鬼

dickych

關(guān)鍵是負載與頻率

xueyeteng

圖都看不了了啊。感覺寫得挺專業(yè)的。

XY隨風

了解一下

陳濤66

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