六自由度并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)由上下兩個(gè)平臺(tái),中間6個(gè)伸縮缸以及上下各6個(gè)虎克鉸(或球鉸)組成6-6形機(jī)構(gòu),稱為Stewart平臺(tái)。其中下平臺(tái)固定,下平臺(tái)與上平臺(tái)通過(guò)6個(gè)伸縮缸及虎克鉸連接,虎克鉸或球鉸位于上平臺(tái)與6個(gè)伸縮缸的連接處,對(duì)保證平臺(tái)的正常運(yùn)行和整個(gè)結(jié)構(gòu)剛度起著關(guān)鍵作用。借助伸縮缸的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)上平臺(tái)沿X、Y、Z的平移和繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。一般伸縮缸由伺服電動(dòng)缸或液壓缸組成(大噸位的采用液壓缸的形式)如下圖2所示。借助六個(gè)伸縮缸的伸縮運(yùn)動(dòng),完成上平臺(tái)在空間六個(gè)自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的運(yùn)動(dòng),從而可以模擬出各種空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài),因此可廣泛應(yīng)用到各種訓(xùn)練模擬器中,如飛行模擬器、汽車駕駛模擬器、地震模擬器、衛(wèi)星、等飛行器、娛樂(lè)設(shè)備(動(dòng)感電影搖擺臺(tái))等領(lǐng)域中。在加工業(yè)可制成六軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床、機(jī)器人等。
特點(diǎn):
自工業(yè)機(jī)器人問(wèn)世以來(lái),采用串聯(lián)機(jī)構(gòu)的機(jī)器人占主導(dǎo)位置。串聯(lián)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作空間大,因而獲得廣泛應(yīng)用。由于串聯(lián)機(jī)器人自身的限制,研究人員逐漸把研究方向轉(zhuǎn)向并聯(lián)機(jī)器人。和串聯(lián)機(jī)器人相比,六自由度并聯(lián)機(jī)器人有以下特點(diǎn):
1.并聯(lián)結(jié)構(gòu)其末端件上同時(shí)由6根桿支撐,與串聯(lián)的懸臂梁相比剛度大,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
2.由于剛度大,并聯(lián)結(jié)構(gòu)較串聯(lián)結(jié)構(gòu)在相同的自重或體積下,有較高的承載能力。
3.串聯(lián)機(jī)構(gòu)末端件上的誤差是各個(gè)關(guān)節(jié)誤差的積累和放大,因而誤差大、精度低,并聯(lián)式則沒(méi)有那樣的誤差積累和放大關(guān)系,微動(dòng)精度高。
4.串聯(lián)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)大都放在運(yùn)動(dòng)著的大小臂上,增加了系統(tǒng)的慣量,惡化了動(dòng)力性能,而并聯(lián)機(jī)器人將電機(jī)置于機(jī)座上,減小了運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。
5.在位置求解上,串聯(lián)機(jī)構(gòu)正解容易,但反解困難。而并聯(lián)機(jī)構(gòu)正解困難,反解非常容易
| 比較項(xiàng)目 | 并聯(lián)機(jī)器人 | 串聯(lián)機(jī)器人 |
| 工作空間 | 小 | 大 |
| 剛度 | 高 | 低 |
| 奇異性問(wèn)題 | 多 | 少 |
| 負(fù)載能力 | 高 | 低 |
| 慣量 | 小 | 大 |
| 結(jié)構(gòu) | 復(fù)雜 | 簡(jiǎn)單 |
| 位置精度 | 誤差平均化 | 誤差積累 |
| 速度 | 較高 | 較低 |
| 加速度 | 較高 | 較低 |
| 承載力 | 多桿積累 | 單桿限制 |
| 位置反解 | 容易 | 困難 |
| 位置正解 | 困難 | 容易 |
| 控制 | 復(fù)雜 | 簡(jiǎn)單 |
| 型號(hào)型號(hào) | RUHX-R-180-155 | RUHX-R-200-165 | RUHX-R-240-180 |
| 運(yùn)動(dòng)軸 | X,Y,Z,θX,θY,θZ | ||
| X、Y行程 | ±20mm | ±25mm | ±30mm |
| Z行程 | ±10mm | ±12.5mm | ±15mm |
| θX、θY 行程(俯仰) | ±12° | ±15° | ±15° |
| θZ行程 | ±18° | ±20° | ±20° |
| 電缸分辨率 | 0.25μm | 0.25μm | 0.25μm |
| X、Y最小移動(dòng)量 | 0.5μm | 0.5μm | 0.5μm |
| Z最小移動(dòng)量 | 0.5μm | 0.5μm | 0.5μm |
| θX、θY最小移動(dòng)量 | 0.001° | 0.001° | 0.001° |
| θZ最小位移動(dòng)量 | 0.001° | 0.001° | 0.001° |
| X、Y回程 | 2μm | 2μm | 2μm |
| Z回程 | 1μm | 1μm | 1μm |
| θX、θY回程 | 0.001° | 0.001° | 0.001° |
| θZ回程 | 0.002° | 0.002° | 0.002° |
| X、Y雙向重復(fù)精度 | ±0.5μm | ±0.5μm | ±0.5μm |
| Z雙向重復(fù)精度 | ±0.2μm | ±0.2μm | ±0.2μm |
| θX、θY雙向重復(fù)精度 | ±0.0005° | ±0.0005° | ±0.0005° |
| θZ雙向重復(fù)精度 | ±0.0007° | ±0.0007° | ±0.0007° |
| X、Y和Z向上的速度 | 10mm/sec | 10mm/sec | 10mm/sec |
| θX、θY、θZ向上的速度 | 5°/sec | 5°/sec | 5°/sec |
| 負(fù)載能力(底板為水平方向) | 3kg | 10kg | 15kg |
| 電機(jī)類型 | 步進(jìn)電機(jī)+多圈值編碼器 | ||
| 驅(qū)動(dòng)類型 | EtherCAT總線通訊 | ||
| 工作溫度范圍 | 0 到 50℃ | ||
| 材料 | 不銹鋼/鋁合金 | ||
| 質(zhì)量 | 3.5kg | 5.5kg | 6.8kg |

RUHX-R-180-155
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RUHX-R-240-180




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