三自由度并联机械手的设计..
学号：
密级：
武汉东湖学院本科生毕业论文(设计)
三自由度并联机械手的设计
院(系)名 称：机电工程学院
专 业 名 称：机械设计制造及其自动化
学 生 姓 名：
指 导 教 师:
二〇一六年五月六日
郑重声明
我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风，所呈交的学术论文是本人在老师的指导下 ，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表和撰写过得内容。论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责 。
本人签名：
日 期：2016年5月7号
I 摘 要
随着机器人技术的快速发展，并联机械手的应用领域越来越广，已成为当今机器人领域新的研究热点。针对并联机械手机构比传统串联机械手更复杂的问题，本文以一种轻型高速的三自由度Delta 并联机械手为例，在完成其运动学的基础上，对并联机械手进行了建模以及装配。
首先，本文介绍了三自由度并联机械手机构的工作原理，并对其进行了运动学分析。其中，对机构的自由度进行的计算，采用几何法求得了其运动学正解以及其运动学逆解。其次，对机构进行了速度模型及雅克比矩阵的分析。实现了solidworks对机构的零部件与装配图三维建模。最后，通过个零部件的配合，实现了三自由度并联机械手的装配。
关键词：并联机械手；三自由度；3D建模
II ABSTRACT
With the rapid development of robot technology, parallel manipulator used more
and more widely, has become the hot spot in the field of new robots today. In view of
the parallel manipulator mechanism more complex than the traditional serial
manipulator problem, based on a lightweight high-speed three degree of freedom
parallel manipulator as an example, the Delta at the completion of its kinematics, on the
basis of the parallel manipulator has carried on the modeling and assembly.
First, this paper introduces the working principle of three degrees of freedom
parallel manipulator mechanism, and carries on the kinematics analysis. Among them,
the institution of degree of freedom for the calculation of geometric method is used to
obtain the positive kinematics solution and its inverse kinematics solution. Second, the
institutions for the velocity model and the Jacobi matrix analysis. Implements the
solidworks for spare parts and assembly drawing 3 d modeling of the organization.
Finally, by a spare parts, implements the three degree of freedom parallel manipulator
assembly.
Keywords: Parallel manipulator；Three degrees of freedom；3D modeling
目录
摘要........................................................................................................................I
ABSTRACT........................................................................................................II
第1章 引言.......................................................................................................1
1.1 课题背景................................................................................................1
1.2 课题目的及意义....................................................................................1
1.3 课题研究内容........................................................................................1
第2章 并联机械手的概述.........................................................................3
2.1 关于并联机械手....................................................................................3
2.1.1 并联机械手的定义与特点...............................................................3
2.1.2 并联机械手的研究现状...................................................................4
2.2 并联机械手的工业应用..........................................................................5
2.3 本章小结................................................................................................6
第3章 三自由度并联机械手的运动学分析........................................7
3.1 机构简介.................................................................................................7
3.2 自由度分析.............................................................................................7
3.3 运动学分析.............................................................................................8
3.3.1 运动学逆解.......................................................................................9
3.3.2 运动学正解.......................................................................................9
3.3.3 速度模型及雅克比矩阵.................................................................12
3.4 本章小结...............................................................................................13
第4章 并联机械手的建模与装配...........................................................14
4.1 三维建模软件solidworks简介............................................................14
4.2 并联机械手的三维建模..........................................................................14
4.3 并联机械手零件实体造型......................................................................14
4.4 并联机械手装配......................................................................................16
4.5本章小结...................................................................................................17
机械手手臂设计
1
仲恺农业工程学院
《机械系统》课程设计说明书
设计题目：工业机械手设计—臂部伸缩
指导老师：张日红 关秋菊
院 系：机电工程学院
班 级：机械072班
姓 名：蔡钟文
学 号：200710824224
2 前言 .................................................................................................................................................. 3
一、设计要求及主要参数： ........................................................................................................... 3
二、机械手臂伸缩机构设计 ....................................................................................................... 4
1、结构初设计 ......................................................................................................................... 4
2、结构改进 ............................................................................................................................. 5
3、手臂伸缩驱动力计算 ......................................................................................................... 5
delta机器人设计开题报告
燕 山 大 学
本科毕业设计（论文）开题报告
课题名称：Delta并联机器人系统总体设计
学院（系）：里仁学院
年级专业：08机械电子工程
学生姓名
指导教师：
完成日期：2012年3月25日
一、选题背景及意义 1 ……………………………………………………………………………………………
二、.研究内容
…………………………………………………………………………………………
三、研究步骤、方法及措施
……………………………………………………………………………………………
四、研究工作进度
……………………………………………………………………………………………
五、主要参考文献
……………………………………………………………………………………………
六、指导教师意见
……………………………………………………………………………………………
指导教师签字：
年 月 日
七、系级教学单位审核意见：
审查结果： □ 通过 □ 完善后通过 □ 未通过
负责人签字：
年 月 日
1. 选题背景及意义 2 并联机器人是一类全新的机器人，它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点，与目前广泛应用的串联机器人在应用上构成互补关系，因而扩大了整个机器人的应用领域。并联机器人可以作为航天上的飞船对接器、航海上的潜艇救援对接器；工业上可以作为大件的装配机器人、精密操作的微动器。近年来还研究将它用作虚拟6轴加工中心，以及毫米级的微型机器人等，可以预见这类机器人在21世纪将有广阔的发展前景。
Delta并联机器人最早是在1985年由R.clavel提出的，因其基座平台和运动平台都呈三角形形状而得名。Delta机器人作为并联机构的一种，具有上述的诸多优点和各种可能的应用，是目前商业应用最成功的机器人之一。
当初，比如，当在运动平台上装上适当的末端执行器后，特别适用于电子元器件的快速装配插接。在轻工业中的包装，pick-and-place操作，医学手术等也有较多应用。
3-PPRR并联分拣机器人机构的运动学建模与仿真
第１０卷第３期 ２０１１年６月 江南大学学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏｌ＿１０ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ． ２０１１
３－ＰＰＲＲ并联分拣机器人机构的运动学建模与仿真
王锦煜， 马雪梅， 陈安军
（江南大学机械工程学院，江苏无锡２１４１２２）
摘要：对具有空间三平移自由度的３．ＰＰＲＲ并联分拣机器人进行运动学分析。基于机构的运动约
束方程，求得机构的位置逆解的解析表达式。使用牛顿迭代法得到该机构的位置正解的数值解，并
通过算例验证了其正确性；建立了机构输出运动参数与输入运动参数之间的速度和加速度关系的
数学模型，得到机构速度、加速度正反解；通过在ＡＤＡＭＳ中的运动仿真对所规划的运动轨迹进行
验证。
关键词：分拣机器人；平移运动；运动学
中图分类号：ＴＨ １１２；ＴＰ ２４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—７１４７（２０１１）０３—０２６３—０５
Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ３－ＰＰＲＲ Ｓｏｒｔｉｎｇ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｒｏｂｏｔ
ＷＡＮＧ Ｊｉｎ－ｙｕ，ＭＡ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｘｕｅ－ｍｅｉ， ＣＨＥＮ Ａｎ－ｊｕｎ
Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ—ｄｅｇｒｅｅ－ｏｆ－ｆｒｅｅｄｏｍ ３－ＰＰＲＲ ｓｏｒｔｉｎｇ ｐａｒａｌｌｅｌ ｒｏｂｏｔ
ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｗａｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ３－ＰＰＲＲ ｐａｒａｌｌｅｌ
ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ，ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｓｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｏｒｗａｒｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ
毕业设计(论文)-空间3-rps并联机构的运动分析与仿真[管理资料]
![毕业设计(论文)-空间3-rps并联机构的运动分析与仿真[管理资料]](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/3ad4a49648d7c1c709a145a5.webp)
毕业设计（论文）
题 目： 空间3-RPS并联机构的运动分析与仿真
题目类型： 论文型
学 院： 机电工程学院
专 业： 机械工程及自动化
年 级： 级
学 号：
学生姓名：
指导教师：
日 期： 2010-6-11
摘要
3-PRS并联机构是空间三自由度机构，该机构具有支链数目少、结构对称、驱动器易于布置、承载能力大、易于实现动平台大姿态角运动等特点，目前已在工程中得到成功应用。本文基于空间机构学理论，对3-RPS并联机构进行了相关的运动学分析。在对机构结构分析的基础上，对机构的输出位姿参数进行了解耦分析，得到了机构输出参数间的解耦关系式；用解析法推导了机构的位置反解方程；用数值法实现了机构的位置正解；依据驱动副行程、铰链转角、连杆尺寸干涉等限制因素确立约束条件，利用极限边界搜索算法搜索了3-PRS并联机构的工作空间，分析了该机构工作空间的特点，并进行了工作空间体积计算。最后基于ADAMS软件平台，建立了3-RPS并联机构的三维实体简化模型，对3-RPS并联机构的运动进行了仿真。本文的研究为3-RPS并联机构的结构设计与应用提供了参考。
关键词： 3-PRS并联机构；位置正解；位置反解；工作空间；运动仿真
ABSTRACT
3-PRS parallel mechanism is a three degrees of freedom of space agencies, the agency
机械手的机械结构设计与精度分析
机械手的机械结构设计与精度分析
一、引言
机械手作为一个复杂的机电一体化系统，在现代工业中扮演着重要的角色。它能够完成复杂的操作，如抓取、搬运、组装等，广泛应用于生产线自动化以及其他领域。机械手的机械结构设计以及精度分析对其工作性能有着直接的影响。本文将深入探讨机械手的机械结构设计与精度分析。
二、机械手的机械结构设计
1. 关节结构设计
机械手的关节结构设计是机械手设计中最关键的部分之一。关节的设计需要兼顾结构的刚性和运动的灵活性。常见的关节结构包括球面关节、回转关节和滑动关节等。在设计中，需考虑关节的承载能力、运动范围和摩擦等因素，以保证关节的可靠性和稳定性。
2. 运动链设计
运动链是机械手的运动组织结构，决定了机械手的工作空间和自由度。运动链的设计需要满足机械手工作的要求，如抓取物体的大小和形状、工作速度等。常见的运动链结构有串联结构、并联结构和混合结构等。在设计中，需平衡机械结构的复杂性和运动灵活性，以提高机械手的工作效率和稳定性。
3. 结构材料选择
机械手的结构材料选择直接关系到机械手的刚性和重量。常见的结构材料有钢、铝合金和碳纤维等。在选择材料时，需根据机械手的工作环境和负载要求进行综合考虑。高刚性和低重量的材料能够提高机械手的工作精度和速度，同时也增加了机械手的成本。 三、机械手的精度分析
1. 误差来源分析
机械手的精度主要受到结构误差、运动误差和传感器误差等因素的影响。结构误差包括制造和装配误差，运动误差包括机械间隙和传动误差等。传感器误差包括测量误差和漂移误差等。
2. 精度评估方法
机械手的精度评估方法通常包括静态精度和动态精度。静态精度是指机械手在静止状态下达到的精度，可以通过点位误差和重复定位误差等指标进行评估。动态精度是指机械手在运动状态下达到的精度，可以通过轨迹精度和速度误差等指标进行评估。
3. 精度优化方法
为提高机械手的精度，可以采取一系列的优化方法。例如，通过加强关节的刚性和减小结构误差来提高静态精度；通过控制机械间隙和传动系统的精度来提高动态精度；通过使用高精度传感器和改进控制算法来减小传感器误差等。
平面3自由度并联机构弹性动力学研究
第８期 ２０１１年８月 机械设计与制造 Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ８７ 文章编号：１００１—３９９７（２０１１）０８—００８７—０３ 平面３自由度并联机构弹性动力学研究 高秀兰雷改丽郭旭侠史革盟 （宝鸡文理学院，宝鸡７２１００７） Ｅｌａｓｔｏｄｙｎａｍｉｃｓ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｐｌａｎａｒ ３一ＤＯＦ ｐａｒａｌｌｅｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ＧＡＯ Ｘｉｕ—ｌａｎ，ＬＥＩ Ｇａｉ—ｌｉ，ＧＵＯ Ｘｕ—ｘｉａ，ＳＨＩ Ｇｅ—ｍｅｎｇ （Ｂａｏｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｔｒｓ ａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂａｏｊｉ ７２１００７，Ｃｈｉｎａ） ＋ ＋ 、● １、 十 十 、ｔ １ 十 一十 、‘ 、‘ ｄ ｌ十十Ｊ ｑ、ｔ 十 １ ｔ １ １、ｔ １ ｐ ｌ—十 ｑ、ｔ—’ １ ＿、ｅ 一十 １、● ＿ ＾ １、‘ ｐ １、” 【摘要】以平面３自由度并联机构为例，将机构划分成杆单元和平面三角形单元，用有限元理论 建立机构微分运动方程。分析机构模态频率和主振型随机构位姿的变化情况。研究机构在主动力和惯 性力激励下的动力响应，将机构真实运动与其刚体运动比较，揭示了机构瞬时振动的型态，找出了机构 主要柔性环节。研究机构在加速、匀速和减速运动状态下，动平台的位置和姿态误差的变化规律，清楚 了机构速度和加速度的动力特性，结果显示，在机构加速或减速过程中位姿误差和动应力显著增大。 关键词：并联机构；有限元模型；动力学性能；柔性 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｂｙ ｔａｋｉｎｇｐｌａｎａｒ ３－ＤＯＦ ｐａｒａｌｌｅｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｐｏｌｅ ｕｎｉｔ ａｎｄｐｌａｎｅ ｔｒｉａｎｇｌｅ ｕｎｉｔ，ａｎｄ ａ ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ａｐ－ ｐｌｙｉｎｇ ＦＥＭ ｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ ｏｆｔｈｅ ｍｏｄａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｍａｉｎ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｅｓｔｕｒｅ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｄｒｉｖｉｎｇ ｏｆｔｈｅ ａｃｔｉｖｅｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｉｎｅｒｔｉａｆｏｒｃｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｙｐｅ ｏｆｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ａｓ ｗｅｌｌ 珊ｍａｉｎｆｌｅｘｉｂｌｅ ｌｉｎｋｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｒｅａｌｉｔｙ ｍｏｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｒｉｇｉｄ ｂｏｄｙ ｍｏｔｉｏｎ．Ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｖａｒｉａ－ ｔｉｏｎ ｏｆｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｔｔｉｔｕｄｅ ｅｒｒｏｒｓ ｏｆｍｏｖｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｕｎｄｅｒ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇ，ｕｎｉｆｏｒｍ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｎｇ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｆｒｏｍ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ａｒｅ ａｃｑｕｉｒｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｒｅｓ ｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ａｔｔｉｔｕｄｅ ｅｒｒｏｒ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｒｅｓｓ ａｒｅ ｎｏｔｉｃｅａｂｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｃｃｅｌｅｒ－ ａｔｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｎｇ ｏｆｍｅｃｈａｎｉｓｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐａｒａｌｌｅｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；Ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ；Ｄｙｎａｍｉｃｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；Ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ 中图分类号：ＴＨ１１２文献标识码：Ａ １前言 并联机构具有刚度、精度高，承载能力强等优点。最大限度的 提高机构的运动速度，是机器人机构的发展趋势，机器人在最大加 速或最高速度作业时，构件的惯『生力以及转动关节产生的离心力 和哥氏力也随之增大，使构件发生变形，从而引起动平台的位姿误 差。随着机构速度的提高，激振力的频率也随之提高，增大了发生 谐振的危险。对并联机构进行弹陛动力分析，研究机构在外力和惯 性力作用下的运动准确性和应力状态，是设计高运转性能机构的 必经之路。对并联机构的弹陛动力分析主要包括３个方面，为了避 免共振并得到满足工程实用的动态籽『生参数而进行频＂－￣ＳＹ析［１４和 模态参数辨识 ，为了满足运动精度的要求，需要进行弹性位移分 析，估算动平台的位姿误差 。研究了平面３自由度并联机构的模 态特陛，得到机构振动的形态，找到了机构的柔性环节。 ２平面３自由度并联机构有限元模型 平面３自由度并联机构的运动平台，通过相同的３条支链 与基座相连，每条支链包括一个连架杆、一个连杆和个转动副，基 座与动平台上的转动副中心分别位于两个等边三角形的顶点上， 这两个三角形的边长分别为ａ，ｂ，如图１所示。按构件将机构划 分成一个三角形单元和６个杆单元，单元序号①，②，…，⑦，如图 １所示。 图１平面３自由度并联机构运动简图 ２．１单元运动微分方程 三角形单元每个结点有两个位移分量，如图２所示。单元位移 列阵 ，－［ 。 】 ，单元任意一点的位移分量“ 的插值 多项式为线浊多项式： ３ ３ “＝∑ （ ，ｙ）ｕｉ（ｔ）， ＝∑ （ ，ｙ）ｖｌ（ｔ） （１） 将结点坐标代入式（１），可确定插值型函数 （ ，，，）＝（ ＋６ Ｘ－ｌ－Ｃ ｙ）的系数ａｉ、ｂ 。 单元任意一点的应变和速度： ★来稿日期：２０１０—１０—１２★基金项目：陕西省教育厅专项科研计划项目（０９ＪＫ３２７）
三自由度机械手测量臂的应用实例与精度分析
第３３卷第６期 ２０１１年１２月 甘肃冶金 ＧＡＮＳＵ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ Ｖｏ１．３３ Ｎｏ。６ Ｄｅｃ．，２０１１
文章编号：１６７２－４４６１（２０１１）０６－０１１９－０２
三自由度机械手测量臂的应用实例与精度分析
陈金旺 （安阳钢铁股份有限公司第二炼轧厂，河南安阳４５５００４） 摘要：三自由度测量臂的测量对象为沿ｘ、Ｙ、ｚ三个坐标轴的平动，即仅对运动部件进行位置跟踪与测量。测量 臂是通过安装在各关节上的传感器来测量各关节的相对运动，从而间接实现对末端执行器的位置测量。 关键词：测量；自由度；位姿；并联机床；传感器；信号；精度 中图分类号：ＴＨ８２２ 文献标识码：Ｂ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｃｃｕｒａｃｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｔｈｒｅｅ Ｄｅｇｒｅｅ－ｏｆ－ｆｒｅｅｄｏｍ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ａｒｍ
ＣＨＥＮ Ｊｉｎ—ｗａｎｇ （Ａｎｙａｎｇ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ａｎｙａｎｇ ４５５００４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｏｂｊｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｄｅｇｒｅｅ—ｏｆ－ｆｒｅｅｄｏｍ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｓ ｍｏｖｉｎｇ ａｌｏｎｇ Ｘ，Ｙ，Ｚ ｔｈｒｅｅ ｃｏｏｔ－ ｄｉｎａｔｅ ａｘｉｓ．Ｔｈａｔ ｉｓ ｏｎｌｙ ｔｏ ｔｒａｃｅ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｔｉｏｎ ｐａｒｔ．Ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｍｏｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ｊｏｉｎｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｓｅｎｓｏｒ ｉｎｓｔａｌｌｉｎｇ ｏｎ ｅａｃｈ ｊｏｉｎｔ．Ｓｏ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｄ ｅｘｅｃｕｔｅ ｃｅｌｌ ｃａｌｌ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｄｅｇｒｅｅ－ｏｆ－ｆｒｅｅｄｏｍ；ｐｏｓｉｔｉｏｎ－ａｎｄ—ｐｏｓｔｕｒｅ；ｐａｒａｌｌｅｌ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ；ｓｅｎｓｏｒｓ；ｓｉｇｎａｌｓ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ
多自由度关节式机械手的结构设计
目 录
1 前 言................................................................................................................................ 1
1.1 设计题目的背景及目的........................................................................................ 1
1.2 概述........................................................................................................................ 1
1.3. 机械手发展简史..................................................................................................... 2
1.5 机械手应用概况.................................................................................................... 3
1.6 发展趋势................................................................................................................ 4
2 工业机械手设计概述...................................................................................................... 5
并联式踝关节康复机器人系统设计
燕山大学
硕士学位论文
并联式踝关节康复机器人系统设计
姓名：于海波
申请学位级别：硕士
专业：机械电子工程
指导教师：赵铁石;李仕华
20060201摘要
摘要
本文以设计新型并联式踝关节康复机器人系统为研究目的。根据踝关
节康复的需要以及相关的医学知识，详细的分析了踩关节的损伤、组成、
结构、治疗和康复方法。在此基础上，对踩关节康复机器入机构、运动学
及擦裁系统进行了研究。
酋先，结合解剖医学、临床医学、康复医学等稠荚知识，分析了踝关
节的损伤并进行了康复运动建模。针对踝关节康复运动训练的需要，本文提出了两种新型的三自由度并联踝关节康复机器人机构——３．ＲＳＳ／Ｓ空间
机构和３－ＳＰＳ／Ｓ对顶双锥机构，实现了三个自由度的踝关节康复运动。
其次，分析了３－ＲＳＳ／Ｓ窳间机构和３－ＳＰＳ／Ｓ对顶双锥机构的特点，通过
Ｍａｔｌａｂ软件得至ｌ了它们的工作窒润。结合踝关节康复训练曲线，进一步分
孛居了它们的运动学闻题。褥到了３－ＲＳＳ／Ｓ空闯并联橇构妁位＿置反鳃，募求
导出了该机构速度正反解；得到了３－ＳＰＳ／Ｓ并联机构位匿正反解，通过求导
的方法建立了该机构的一阶影响系数和二阶影响系数矩阵，并得出了速度正反解和加速度正反解。
最后，在分析了传统的ＰＣ＋单片机控制方法的基础上，本文提出了基
于运动控制器的踝关节康复机器人控制系统方案。详细地叙述了硬件系统
设计和帮软ｌ牛系统豹设计过程，并对该系统进行了调试。
荚键词躁关节康复机器入；空间３－ＲＳＳ／Ｓ机构；空间３－ＳＰＳ／Ｓ对顶双锥机
构；工作空间；位置正反解；控制系统燕山大学工学硕士学豫论文
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈｅａｉｍｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｔｏｄｅｖｅｌｏｐａｎｅｗａｎｋｌｅｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎｒｏｂｏｔｓｙｓｔｅｍ
Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｎｅｅｄｏｆａｎｋｌｅｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎａｎｄｒｅｌａｔｅｄｋｎｏｗｌｅｄｇｅｏｆｍｅｄｉｃｉｎｅ，ｗｅａｎａｌｙｚｅｔｈｅｈａｒｍ，ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｈｉｏｎ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｔｈｅ
Delta并联机器人系统总体设计-论文
本科毕业设计（论文）
Delta并联机器人系统总体设计
燕山大学本科生毕业设计（论文）
II
摘 要
近些年，delta机器人越来越得到大多数人的关注，并逐渐开始在工业上得到成熟的应用。与串联机器人相比，并联机器人有很大优势。其中之一就是可以把电机固定在基座上，这样就可以减轻机器机构上的重量。当需要直接驱动时，把电机固定在基座上是一个必要的田间。因此，并联机器人非常适合直接驱动的情况。并联机器人的另一个优点就是他的刚度很高，这些特征可以得到更多的精准度和更快的操作。Delta机器人是其中非常重要的一种。
在本书中，介绍了并联机器人的产生特点及应用。计算了机器人的自由度，位置正反解，并分析了它的空间奇异形位。还通过分析比较几种控制器和方案，选择其中最适合的方案。并设计了delta机器人的控制电路，并详细介绍它的控制器功能。
关键词：并联机构 位置反解 步进电机 结构设计燕山大学本科生毕业设计（论文）
II Abstract
In recent years ,increased interest in parallel robots has been
observed..Parallel robots possess a number of advantages when
compored to serial arms, The most importantone is certainly the
possibility to keep the motors fixed into the base ,thus allowing a
large reduction of the robot structure’s active mobile mass.keeping
the motors on the robot base is a requairment when direct-drive is