三自由度并联机器人工作空间研究

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1、天津理工大学硕士学位论文三自由度并联机器人工作空间研究姓名：高英儒申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：赵新华20100101摘要本文对一种新型的3-RRRT并联机器人位置反解、工作空间、机构综合等方面进行了比较深入的研究，并运用MATLAB进行运动仿真。具体内容为：对新型3-RRRT并联机器人进行了自由度进行分析，采用空间矢量法建立了3-RRRT并联机器人的位置方程，进行了反解求解和分析。通过空间点判别条件，求取3-RRRT并联机器人的工作空间，对工作空间的各种截面进行分析，为后续的机构综合奠定基础，应用MATLAB软件对工作空间进行数值仿真。通过位置分析，建立了3-RRRT并

2、联机器人速度输入、输出方程，构造出机器人雅可比矩阵，从而得到传动性能评价指标的表达式。以全域条件数为衡量指标，对3-RRRT并联机器人进行结构参数优化设计。关键词：并联机器人，位置反解，工作空间，传动性能，尺度综合AbstractInthisdissertation，anew3-RRRTparallelmanipulatorwasstudiedthroughMATLABsimulationinmanyfields，suchasanti-solution，workspaceanddimensionalsynthesis．Thedetailsareasfollows：Thefreedomof

3、thenewtypeof3-RRRTparallelmanipulatorwasanalysed．andapositionequation丽mspaco-vectormethodestablishedtosolveandanalysisofanti—solution．Accordingtoconditiondifferentiationofthepoints，cquiredtheworkingspace，avarietyanalysisofcross-sectionandANumericalSimulationoftheworkingspacewithM肌AB，laythefoundat

4、ionfordimensionalsynthesis．Basedontheinversekinematicspositionanalysis，theinput-outputvelocityequationofthe3-RRRTparallelmanipulatorwasformulated,thentheJacobianmatrixWasestablished，fromwhichtheexpressionofthetransmissionperformanceindexcouldbeobtained．Accordingtotheglobalconditioningindex,theopt

5、imizationofthestmctureparametersof3-RRRTparallelmanipulatorwasdone．Keywords：parallelmanipulator，positionanalysis，workspace，transmissionperformance，dimensionalsynthesis第一章绪论1．1机器人的发展及应用1．1．1机器人研究的意义作为20世纪最伟大的发明之一，机器人在生产生活及其他各个领域的应用，已经成为一个国家的重要发展目标，其应用的情况，包括广度和深度，已经成为一个国家工业自动化水平的重要标志。目前，在很多领域，机器人都得

6、到了广泛的应用，尤其是工业机器人领域，上世纪60年代初第一台工业机器人问世，直至90年代，还主要是以工业机器人为主。其次机器人在农业、商业、旅游业、海洋及国防等领域，也得到了一定的发展。与机器人的发展和应用相适应，机器人技术是综合了多学科的一门高新技术，如计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等。机器人的广泛应用和机器人技术的不断发展相互促进，密切相关。在开始起步之后的lO年时间里，由于相关技术的限制，机器人技术的发展缓慢。随后的几年里，人工智能、自动控制理论、电子计算机和航天技术等相关技术都得到了相应的发展，所以，到了70年代之后，机器人技术的发展也进入了一个新阶段。

7、尤其是工业机器人技术的高速发展，给传统的工业生产注入了新鲜的血液，带来了新的生机，产生了重大的影响。作为高新科技的重要代表，不仅越来越深刻的影响人们的生产生活和企业的竞争实力，在国家经济军事实力方面，工业机器人的生产和研究也J下逐步起到越来越重要的作用。自上世纪90年代以后，各项研究的不断进步，为机器人技术的发展提供了强有力的支持，机器人技术得到了迅速的发展，机器人自动化程度也得到了进一步的提高，与之相适应，也就对机器人的发展提供了