六自由度大臂機器人設(shè)計【并聯(lián)機器人】【說明書+CAD+PROE】

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A serial singularity 圖 3b. A parallel singularity 2.3 工作和裝配方式 一個序列（或平行）的奇異性，是與轉(zhuǎn)變工作模式6（或者裝配模式）。舉例來說， biglide有四種可能的工作模式某一特定工具的位置（每個結(jié)點的，可以向左邊或到右邊的中間位置相對應(yīng)的串行奇異，在圖4A ）及兩項裝配模式，為某個結(jié)點處進行輸入（該工具是高于或低于此水平線對應(yīng)平行的奇異性，圖4 ）。選擇裝配模式和該工作模式，可明顯影響的行為機制。 圖 4a. The four working modes 圖 4b. The two assembly modes 3 并聯(lián)機床作為替代機床設(shè)計 3．1局限性串行機床 今天，新設(shè)計的機床受益于技術(shù)的改進部件，如主軸，線性傳動，軸承。多數(shù)機床是基于串行架構(gòu)（圖5），其優(yōu)點是輸入/輸出關(guān)系，是簡單的。 3.2并聯(lián)機床潛力機床設(shè)計 低移動質(zhì)量的并聯(lián)機床和良好的剛度，使速率（截至100米/分鐘）和加速度（ 1至5克） ，這是我們設(shè)計并聯(lián)系統(tǒng)所需要的高速切削加工。 并聯(lián)機床是非常準確的，確切地說在有些情況下不是這樣的，只有在牽引或壓縮時，才會顯現(xiàn)出來。但是，也有許多結(jié)構(gòu)性差異，串行和并行機床，這使得讓他們的表現(xiàn)很難它的優(yōu)勢才能被突出體現(xiàn)。 3.3 并聯(lián)機床帶來的問題 a) 這個工作一并聯(lián)機床已不是一個簡單的幾何形狀，它的功能量減少了，相比，要占用的空間，我們可以看圖五。 圖5 Workspace sections of Tricept 805 b) 對于一個串行的機制，在速度和扭矩投送比例是常數(shù)的工作空間。作為并行的機制，相比之下，這些比例可能會有所變動顯著，因為位移的工具并不是線性關(guān)系到位移的驅(qū)動裝置。在某些部分的工作空間，最大進給速度和進給時的受力，會有最大速度和力量驅(qū)動能的產(chǎn)生，這一點尤為如此。在奇異性，速度，準確性和力量的比例達到極端價值觀。 c) 標定并聯(lián)機床是個相當復雜的，這取決于運動學模型本身的復雜性。 4 現(xiàn)有并聯(lián)機床設(shè)計 4.1 充分并聯(lián)機床 我們所說的充分并聯(lián)機床是并聯(lián)機床有許多程度新聞自由作為支撐。對圖7 ，我們可以看到一個3自由度的充分并聯(lián)機構(gòu)3伸縮臂的。每一支桿材料是一種旋轉(zhuǎn)接頭，棱柱驅(qū)動關(guān)節(jié)和旋轉(zhuǎn)聯(lián)合。 圖6 3-RPR fully parallel mechanism 充分并聯(lián)機床變長了伸縮臂是所謂hexapods 。 hexapods是靈感源于The Gough平臺。第一個并聯(lián)機床是六足" variax " 吉丁斯和劉易斯在1994年在imts在芝加哥。 hexapods 6 自由度。多一個最近的例子就是cmw300 ，六足頭設(shè)計由度（圖7 ） 圖7 Hexapod CMW 300 充分并聯(lián)機床與固定長度的伸縮臂能有三，四或六只腳。該urane的SX（figures8和13 ），從雷諾自動化是一個三腿機，其刀具只能沿X ，Y和Z軸，其建筑靈感來自三角洲r(nóng)obot9 ，設(shè)計，取放申請。該六米，豐田是一個六個伸縮臂的并聯(lián)機床（圖9 ）。 圖8 Renault automation Urane SX 圖9 Toyoda Hexa M 4.2其他并聯(lián)機床 該tricept 805，是一種廣泛使用的并聯(lián)機床增加了伸縮臂的長度（圖5 和第10條） 。該tricept 805有一個混合結(jié)構(gòu)：兩自由度手腕串聯(lián)安裝在一個三角架結(jié)構(gòu)。 另一項則是不完全平行，是（圖11 ）由塞納technology10 ， 11 。 這種偏離類型是一個overactuated并聯(lián)機床快速加工，有能力一次性加工五個表面，這歸功于有了第二主軸。 圖10 Tricept 805 from Neos robotics 圖11he Eclipse, from Sena Technology 5設(shè)計一個并聯(lián)機床 5.1 總體設(shè)計 為了滿足當今時代需要，我們所需要的機器將設(shè)計通過一套設(shè)計參數(shù)，如機器形態(tài)（串行，并行或混合運動學結(jié)構(gòu)），這臺機器幾何（連接尺寸，聯(lián)合的方向和聯(lián)合不等），類型的致動器（線性或旋轉(zhuǎn)電機），該型伸縮縫（棱柱形或旋轉(zhuǎn)），數(shù)量和類型的自由度工作。 5.2 并聯(lián)機床達到足夠標準 只有這樣，在設(shè)計過程中，才能應(yīng)對由于奇點是整合并聯(lián)機床業(yè)績標準。并聯(lián)機床業(yè)績標準評價能力的一個機制來傳送力量還是速度，從勵磁機，以該工具。這些并聯(lián)機床業(yè)績標準必須能夠保證最低剛度，精度和速度的表演，沿各個方向在并聯(lián)機床整的個工作區(qū)。 為了實現(xiàn)這一目標，我們使用兩種互補的標準：現(xiàn)有的雅可比矩陣J號的并聯(lián)機床，所謂調(diào)理指數(shù)，以及可操作性橢球與j12 。雅可比矩陣j涉及聯(lián)合利率工具速度等。這也涉及靜態(tài)工具，努力動的努力。該空調(diào)指數(shù)的定義是，兩者的比例約為最高及最小特征值J的空調(diào)指數(shù)不同，從1到無限大。在一個奇異，該指數(shù)是無限大。這是一在另一項特殊的配置要求各向同性的配置。在此配置模式下， 工具，速度和剛度都是平等的全方位方向發(fā)展。該空調(diào)指數(shù)措施該均勻分布的速度，并努力靠近一個給配置，但并不告知有關(guān)的速度擴增或阻力因素。 該操作性橢球的定義是從矩陣。主軸線該橢球的定義是由特征向量和長度的主體是平方根的特征值。特征值有聯(lián)系與速度（或強迫）擴增因素沿主軸線的可操作性。 這些標準是用來在wenger13 ，優(yōu)化工作空間形狀和表演的均勻程度orthoglide ，三自由度的并聯(lián)機床專用銑削時應(yīng)用（圖12 ） 。 圖12 A section of Orthoglide’s optimised workspace 5.3 技術(shù)問題 如果并聯(lián)機床的伸縮臂因為過熱而鎖死，則并聯(lián)機床的準確性與伸縮臂的翹曲由于供熱所造成的摩擦所產(chǎn)生的熱量有關(guān)。因此，除了制造不準確，標定一個讓并聯(lián)機床不得不顧及的尺寸變化是由于熱量引起的膨脹。一個良好的散熱疏散，可減低影響熱量。 6 結(jié)論 本文的目的是要引入一個準則，為設(shè)計并聯(lián)機床，有可能成為有趣的替代品，為高速切削加工，特別是在銑削大型零部件制成的硬質(zhì)材料，或用于串行制造業(yè)務(wù)，尤其是航空零部件。kinetostatic標準似乎應(yīng)該很好地適應(yīng)設(shè)計并聯(lián)機床，特別是為運動學設(shè)計和優(yōu)化的工作空間形狀，對于表現(xiàn)統(tǒng)一性。 該kinetostatic準則已用于設(shè)計的orthoglide ，三軸式并聯(lián)機床開發(fā)irccyn 。小規(guī)模的原型正在開發(fā)之中。 9