并联机器人具有结构简单、刚度好、定位精度高、动态响应快等优良特性,特别适用于高精度、大载荷且工作空间较小的场合,其应用日益广泛,应用领域不断扩展,对其进行全面而系统的研究并推向实际应用,具有重要的理论意义和实用价值。本文对一种新型结构的平面连杆式六自由度并联机器人进行了研究,在对其运动学进行分析研究的基础之上,详细研究了其工作空间,并对其结构参数进行了优化。 运动学正解分析是对并联机器人其它性能进行分析的基础,也是并联机器人研究中的一个难点。本文采用遗传算法来求解并联机器人的运动学正解,并且利用灰色关联度对求解结果进行了分组。该方法简单、方便、具有通用性,是求解并联机器人运动学问题的一种新策略。由于本文模型的运动学逆解也较一般的Stewart并联平台复杂,亦利用遗传算法求解。 工作空间是评价并联机构工作能力的重要指标,工作空间分析是设计并联机构的重要基础,并联机器人的工作空间分析要比串联机器人复杂。本文对并联机器人的工作空间进行了详细分析,绘制了不同情况下的工作空间截面形状和上平台中心点在不同姿态角时的工作空间截面图形。 在并联机器人的设计中,结构参数的确定是设计的基础,因此,如何选取结构参数来更好的满足实际需要对并联机器人的设计具有非常重要的意义。本文采用有效圆柱体的体积、半径和高度作为衡量标准,绘制了各结构参数对工作空间的影响曲线。在满足所需的工作空间的半径和高度的条件下,以并联机器人的整体结构尺寸最小为优化目标,利用遗传算法优化了并联机器人的结构参数。 文章最后指出了今后需要改进和进一步研究的内容和方向。