2-DOF高速高精度平面并聯(lián)機(jī)器人研究.pdf

1、隨著機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，對(duì)其行程、速度、加速度和精度提出了更高的要求。然而，機(jī)器人因受其構(gòu)件的慣性及彈性變形、各關(guān)節(jié)的摩擦力以及傳動(dòng)間隙的影響，其精度和響應(yīng)頻率是有限的，如何進(jìn)行有效的機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度與定位精度，實(shí)現(xiàn)高速（高加速）、高精度作業(yè)，是研制此類(lèi)機(jī)器人要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本文針對(duì)芯片封裝等領(lǐng)域?qū)Ω咚俑呔茸鳂I(yè)的實(shí)際需求，提出一種新型2-DOF高速高精度平面并聯(lián)機(jī)器人：采用高性能直線音圈電機(jī)，直接驅(qū)動(dòng)含有平行四

2、邊形支鏈的并聯(lián)桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)末端平臺(tái)的2-DOF平動(dòng)。該方案降低了機(jī)械傳動(dòng)誤差，減小了運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量，提高了系統(tǒng)的剛度，易于實(shí)現(xiàn)高速、高加速和高精度的運(yùn)動(dòng)。 在運(yùn)動(dòng)學(xué)方面，首先通過(guò)機(jī)器人的基本構(gòu)型建立運(yùn)動(dòng)學(xué)等式與速度等式；然后基于雅可比矩陣進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)靈巧度分析與奇異位形分析，得到了機(jī)器人的最佳機(jī)構(gòu)構(gòu)型；最后分析確定出機(jī)器人的靈巧工作空間，得到了正方形工作空間的最佳位置與配置方式。在動(dòng)力學(xué)方面，建立機(jī)器人的拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程，基于動(dòng)力

3、學(xué)方程分析了機(jī)器人的速度特性、加速度特性以及動(dòng)態(tài)可操作性；并結(jié)合運(yùn)動(dòng)靈巧度與動(dòng)態(tài)可操作性構(gòu)造了高速度高精度機(jī)器人的綜合性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，據(jù)此對(duì)機(jī)器人進(jìn)行尺度參數(shù)優(yōu)化綜合。在精度分析方面，分離了位置誤差與姿態(tài)誤差，簡(jiǎn)化了機(jī)器人精度分析的復(fù)雜性；然后建立了誤差靈敏度評(píng)價(jià)函數(shù)，對(duì)影響機(jī)器人位姿誤差的幾何誤差源進(jìn)行了靈敏度分析；最后采用蒙特卡羅法對(duì)不可補(bǔ)償?shù)淖藨B(tài)誤差進(jìn)行了精度綜合研究。 最后，應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行三維建模、裝配、靜動(dòng)