1動態(tài)優(yōu)化的一種新型高速，高精度的三自由度機(jī)械手彭蘭（蘭朋），魯南立，孫立寧，丁傾永(機(jī)械電子工程學(xué)院，哈爾濱理工學(xué)院，哈爾濱150001，中國)(RoboticsInstitute。HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，P。R。China)摘要介紹了一種動態(tài)優(yōu)化三自由度高速、高精度相結(jié)合，直接驅(qū)動臂平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)和線性驅(qū)動器，它可以提高其剛度進(jìn)行了動力學(xué)分析軟件ADAMS仿真模擬環(huán)境中，進(jìn)行仿真模擬實驗.設(shè)計調(diào)查是由參數(shù)分析工具完成處理的，分析了設(shè)計變量的近似的敏感性，包括影響參數(shù)的每道光束截面和相對位置的線性驅(qū)動器上的性能.在適當(dāng)?shù)姆绞较拢Ｐ涂梢垣@得一個輕量級動態(tài)優(yōu)化和小變形的參數(shù)。一個平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)不同截面是用來改進(jìn)機(jī)械手的.結(jié)果發(fā)生明顯的改進(jìn)后的系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析和另一個未精制一個幾乎是幾乎相等.但剛度的改進(jìn)的質(zhì)量大大降低，說明這種方法更為有效的。關(guān)鍵詞:機(jī)械手、ADAMS、優(yōu)化、動力學(xué)仿真20簡介并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)械手（PKM）是一個很有前途的機(jī)器操作和裝配的電子裝置，因為他們有一些明顯的優(yōu)勢，例如：串行機(jī)械手的高負(fù)荷承載能力，良好的動態(tài)性能和精確定位的優(yōu)點等.一種新型復(fù)合3一DOF臂的優(yōu)點和串行機(jī)械手，也是并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對象，三自由度并聯(lián)機(jī)器人是少自由度并聯(lián)機(jī)器人的重要類型。三自由度并聯(lián)機(jī)器人由于結(jié)構(gòu)簡單，控制相對容易，價格便宜等優(yōu)點，具有很好的應(yīng)用前景。但由于它們比六自由度并聯(lián)機(jī)器人更復(fù)雜的運(yùn)動特性，增加了這類機(jī)構(gòu)型綜合的難度，因此對三自由度并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行型綜合具有理論意義和實際價值。本文利用螺旋理論對三自由度并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行型綜合，以總結(jié)某些規(guī)律，進(jìn)一步豐富型綜合理論，并為新機(jī)型的選型提供理論依據(jù)，以下對其進(jìn)行闡述。如圖-1所示機(jī)械手組成的平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)(PPM)包括平行四邊形結(jié)構(gòu)和線性驅(qū)動器安裝在PPM.兩直接驅(qū)動電機(jī)c整合交流電高分辨率編碼器的一部分作為驅(qū)動平面并聯(lián)機(jī)械裝置.線型致動器驅(qū)動的聲音線圈發(fā)動機(jī).這被認(rèn)為是理想的驅(qū)動短行程的一部分.作為一個非換直接驅(qū)動類，音圈電機(jī)可以提供高位置敏感和完美的力量與中風(fēng)的角色，高精密線性編碼作為回饋部分保證在垂直方向可重復(fù)性。另一方面，該產(chǎn)品具有較高的剛度比串行機(jī)械手，因為它的特點和低封閉環(huán)慣性轉(zhuǎn)矩。同時，該系統(tǒng)可以克服了柔性耦合力學(xué)彈性、齒輪、軸承、被撕咬支持，連接軸和其他零件，包括古典驅(qū)動設(shè)備，因此該機(jī)械手是更容易得到動力學(xué)性能好、精度高。圖-13自由度的混合結(jié)構(gòu)的機(jī)械手3當(dāng)長度的各個環(huán)節(jié)的平面并聯(lián)機(jī)時，構(gòu)決定于運(yùn)動學(xué)分析和綜合4-7，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計的首要任務(wù)，應(yīng)加大僵硬、降低質(zhì)量.關(guān)于幾個參數(shù)模型.這是它重要和必要的影響，研究了各參數(shù)對模型表現(xiàn)以進(jìn)一步優(yōu)化。本文就開展設(shè)計研究工具，通過參數(shù)分析亞當(dāng)斯，又要適當(dāng)?shù)姆绞絹慝@得一個輕量級的優(yōu)化和小變形系統(tǒng)。1仿真模型ADAMS(AutomaticDynamicAnalysis0fMechanicalSystem)自動機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)分析是一個完美的軟件，對機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)模擬可處理機(jī)制包括有剛性和靈活的部分，仿真模型可以創(chuàng)造出機(jī)械手的亞當(dāng)斯環(huán)境如圖-2。OXYz是全球性的參考幀，并OXYz局部坐標(biāo)系，兩個直流驅(qū)動電機(jī)、交流和02MO1A表示，與線性驅(qū)動器CH被視為剛性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量電機(jī)傳動的120kg/cm2。大眾的線性驅(qū)動器是1.5kg，連接AB、德、03F和LJ被視為柔性體立柱、橫梁GK，通用公司和公里，形成一個三角形，也被當(dāng)作柔性傳動長度的鏈接是決定提前運(yùn)動學(xué)設(shè)計為AB=O3F=7cm，DE=IJ=7cm，GK=7cm，GM=11.66cm，=8.338cm。其它維度，這個數(shù)字是01A=02M=7cm，CB=CD=HJ2.5cm。EF=EG=JK=3cm。雖然總平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動都是在水平、垂直和水平剛度必須在豎向剛度特征通常低于水平僵硬，因為它的角色在垂直懸臂梁的截面尺寸計算每一束平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)和相對位置的線性驅(qū)動器是兩個非常僵硬的影響因素的系統(tǒng)。運(yùn)動支鏈可分為三類：主動鏈（由驅(qū)動器賦予確定獨(dú)立運(yùn)動的支鏈。一般是單驅(qū)動器控制一個自由度的運(yùn)動），從動鏈（不帶驅(qū)動器、被迫作確定運(yùn)動的支鏈。又分為以下兩種：約束鏈：獨(dú)立限制機(jī)構(gòu)自由度的從動鏈。冗余鏈：重復(fù)限制機(jī)構(gòu)自由度的從動鏈）復(fù)合鏈（有單驅(qū)動器、但限制一個以上的機(jī)構(gòu)自由度的支鏈，實際是主動鏈與約束鏈的組合）-并聯(lián)機(jī)構(gòu)是由這幾種支鏈用不同形式組合起來的。動鏈中的約束鏈除了可以提高機(jī)構(gòu)剛度和作為測量鏈外，其更主要的作用是用來約束動平臺的某一個或幾個自由度，以使其實現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動。4圖-2仿真模型2仿真模擬結(jié)果在本節(jié)中，平均位移的末端是用來描述動態(tài)剛度，這是在不同的配置在不同的線性驅(qū)動器向前，從最初的位置的目的地，一般的豎向位移的機(jī)械手是作為目標(biāo)來研究豎向剛度，平均差別的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)點之間有一個剛性數(shù)學(xué)模型，模型，作為目標(biāo)來研究水平剛度。并聯(lián)機(jī)器人的構(gòu)型設(shè)計即型綜合是并聯(lián)機(jī)器人設(shè)計的首要環(huán)節(jié)，其目的是在給定所需自由度和運(yùn)動要求條件下，尋求并聯(lián)機(jī)構(gòu)桿副配置、驅(qū)動方式和總體布局等的各種可能組合。國內(nèi)的許多學(xué)者正致力于這方面的研究，其中比較有代表性的有如下幾種方法：黃真為代表的約束綜合法；楊廷力等人的結(jié)構(gòu)綜合法；代表的李代數(shù)綜合法。以上各種方法自成體系，各有特點，都缺乏理論的完備性。本文提出添加約束法，是從限制自由度的角度出發(fā)，增加約束，去除不需要的自由度，因每條主動鏈只有一個驅(qū)動裝置，讓其控制一個自由度，其余自由度通過純約束鏈去除，這樣可以使主、從動運(yùn)動鏈的作用分離，運(yùn)動解耦，有利于控制。具有三自由度的并聯(lián)機(jī)床，當(dāng)采用條主動支鏈作為驅(qū)動時，機(jī)構(gòu)就需要約束另三個自由度，通過選擇無驅(qū)動裝置的從動鏈來完成，則整個機(jī)構(gòu)成為有確定運(yùn)動