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发布时间:2023-11-25 05:49:26
串并联结构工业机器人D-H参数建立及算例林少丹;傅高升;李俊达;洪朝群【摘要】D-H坐标系相对于6R串联型的工业机器人相对成熟,而对于2、3轴串-并联结构型的工业机器人研究较少.本文通过对传统的串联6R机器人和这类机器人进行运动分析,并根据两者之间的差别,将2、3轴串-并联结构机器人改成全串联型的D-H轴机器人,再对这种机器人采用6+1轴D-H坐标系进行了正运动学求解,最后通过ABBrobotstudio对比验证6+1轴D-H坐标系,证明其是正确的.【期刊名称】《三明学院学报》【年(卷,期】2017(034002【总页数】7页(P35-41【关键词】串-并联工业机器人;D-H坐标系;运动学;离线编程【作者】林少丹;傅高升;李俊达;洪朝群【作者单位】福建船政交通职业学院信息工程系,福建福州350007;福州大学机械工程及自动化学院,福建福州350116;福州大学机械工程及自动化学院,福建福州350116;厦门理工学院计算机与信息工程学院,福建厦门361024【正文语种】中文【中图分类】TP242.2目前工业机器人完成加工作业主要采用在线示教。相对于离线编程,在线示教存在较多的缺点。采用离线编程技术,机器人运动学算法是不可或缺的,机器人运动学描述及在此基础上的运动学算法的研究是工业机器人运动关节角信息的前提[1-2],
工业机器人运动学算法的实现与机器人本身的机械结构紧密联系,即运动学算法的复杂程度取决于工业机器人本体结构。1955年Denavit和Hartenberg提出了一种机器人的建模方法[3],其基本思想是将机器人看成是由一系列关节连接起来的连杆[4],用连杆坐标系(又称D-H坐标系)方便的描述相邻连杆之间的关系,而用齐次变换矩阵来描述这些坐标系之间的相对位置和方向[5-6]。近年来国内外许多学者对传统6R串联机器人(图1的运动学作出了很大的研究贡献。而对于2、3轴串-并联结构即在关节2和关节3处采用平行四边形的6自由度机器人(图2)的运动学研究不多。本文提出6+1轴D-H坐标系法对这类机器人进行正运动学分析,在6+1轴D-H坐标系法的基础上,建立出的正运动学方程;根据机器人在不同的状态下的机器人末端位置进行运动学求解,将得到的解与ABBRobotstudio仿真软件进行对比验证。传统6R串联工业机器人是电机通过减速器直接驱动各个轴转动的,各个轴单独运动不存在耦合现象。而这种2、3轴串-并联结构的6自由度工业机器人的第3轴的转动是通过伺服电机经过减速器驱动小臂,小臂通过平行四边形带动上臂(第3轴)运动,由于串-并联结构的工业机器人第2轴和第3轴之间存在一个平行四边形的四杆机构,且运动过程中这个平行四边形结构的机架是可变的,故机器人运动过程中2、3轴存在耦合现象。其2、3轴各自单独运动情况如下:(1)当第2轴运动时,由于第3轴驱动电机的制动作用,小臂固定即为平行四边形结构的机架,电机驱动第2轴转动,由于平行四边形结构的关系,第3