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并联机器人是一种新型制造设备,它是机构学理论、机器人技术和数控技术结合的产物。尽管国外在并联机器人的产业化方面取得了突破性进展,但国内水平与国际水平还有相当大的距离,它的可靠性分析工作起步更是较晚。九十年代人们对于机构运动可靠性的研究刚刚开始,运动可靠性理论发展还不完善,有些重要的问题还没有解决,研究工作有待进一步进行。因此,研究机构的运动可靠性有着较大的理论价值和实用价值。本论文以东北大学机械基础教学基地的教学用3自由度RPS型并联机器人为研究对象,建立这个并联机器人的运动及其可靠性计算模型。
本文在分析了3-RPS型并联机器人机构模型的特点及其能实现的自由度的基础上,进一步求解它的速度以及加速度,推导出位置、速度、加速度的方程。机器人的位置逆解可以很容易的求出,但正解的推导相对较难,并且在进行机器人的机构分析以及控制的时候,正解起着重要的作用。现有的求解并联机器人的位姿正解方法有迭代法、优化法、解析法等,鉴于它们各自的优缺点,本文采用迭代法进行求解位姿正解,它屏弃了其他方法的计算烦琐的缺点。分析了该机构的运动可靠性,以及固定平台铰链点位置误差、驱动杆长度误差对活动平台中心点位置误差的影响。在研究中,把影响活动平台中心点位置误差的各个因素近似地看作是相互独立的,活动平台中心点位置的最终误差为各种误差的累加,这样就得到了各因素对活动平台中心点位置误差影响的理论公式,而且误差表达式为显式。再利用蒙特卡洛方法得到该机器人的运动可靠度。最后利用VB语言进行编程,形成本机器人运动可靠性计算软件。