3-RRR并联机构虚拟样机设计与仿真(5)

3-RRR并联机构虚拟样机设计与仿真

南京理工大学硕士学位论文３－ＲＲＲ并联机构虚拟样机设计与仿真

１绪论

１．１空间并联机构总论

１．１．１并联机构的发展、特点及应用

自人类文明以来，人类不断地发明了各种机构（机械），机构早己同人类生活息息相关。科学技术的不断创新，机器人、宇航工程、海洋工程等高新技术领域的开发，及工业自动化、交通、邮电、医疗等事业的发展，研制能够满足高精度、重负载、高效率要求的新机构已迫在眉睫。

机构的发展大致经历了从一杆到多杆、从平面到空间、从串联到并联的过程。空间多环机构学，是当今随机器人发展而兴起的一个机构学分支。这种机构在结构上由多个相同类型的运动链，在运动平台与固定机架之间并联形成。

并联机器人定义为：上下平台用两个或两个以上分支相连，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的机构称为并联机器人机构ｆｌｌ。从机构学角度出发，只要是多自由度的，驱动器分配在不同环路上的并联多环机构都可称之为并联机构。

１９６５年，英国高级工程师Ｓｔｅｗａｒｔ发表了《一个具有六个自由度的平台》的文章，在工程界引起轰动。这种机构具备很多优点，如输出精度高、结构刚性好、承载能力强、便于控制、部件简单等等，很多人把这种机构称为Ｓｔｅｗａｒｔ机构【２ｌ。Ｓｔｅｗａｒｔ机构是典型的并联机器人机构，简称并联机构，又称多环路机构。澳大利亚机构学家Ｈｕｎｔ在１９７８年著文从机器人的角度论述了并联机构，指出这种机构更接近于人体的结构，并联机构的研究步伐由此大大加快，由此产生了许多著名机构学家如Ｆｉｃｈｔｅ，Ｍｏｈａｍｅｄ，Ｄｕｆｆｙ，Ｋｅｒｒ等等。

并联机构，由于其运动平台由几个简单的串联运动链并行驱动，与传统串联结构的机构相比，具有如下优点：（１）系统刚度重量比大。因采用并联杆系结构，机构刚度高，承载能力与整机质量比大，故传动机构的单位重量具有很高的承载能力：（２１响应速度快。运动部件惯性的大幅度降低有效地改善了伺服控制器的动态品质，允许动平台获得很高的进给速度和加速度，可获得很高的动态特性，因而特别适合于各种高速数控作业；（３）机械本体的体积精度较高。各关节误差能够相互抵消一部分，而串联机构各关节的误差是累积的；（４）环境适应性强。零件标准化程度高，易于重构和模块化设计，可构成形式多样的布局和自由度组合；（５）技术附加值高。并联机构

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