三自由度并联机器人机构设计开题报告

1. 研究目的与意义

背景：并联机器人机构是一种多支链闭环运动机构，与串联机器人相比，具有刚度大、运动精度高、承载能力强、运动灵活、运动惯量小等诸多优点，己经被广泛应用于工业、航空、航海、医疗等领域。我国在并联机构的研究方面也取得了一些阶段性成果，但目前我国已开发的大多数并联机床尚未达实用产品水平，均存在样机种类少、动态刚度和加工精度低的共同问题。国内，黄真教授在 1991 年研制出我国第一台六自由度并联机构样机，于 1997 年提出了 3-RRRH 移动并联机构，并获得了国家发明专利，2002 年，又综合出一些具有不同自由度的 3-UPU 并联机构，并分析了它们的运动特性；随后，许多高校、科研院所和企业纷纷投入人力物力进行相关研究，涌现出大量新型并联机器人机构，其理论研究得到不断深入，应用领域也得到不断扩展。天津大学黄田教授，上海交通大学高峰教授，清华大学刘辛军教授，北京航空航天大学方跃法教授等在并联机构新机型研制及相关方面做了大量工作，并取得了突出成果。

目的：代替多数串联机构，使得并联机构机器人在更多高速和高精度场合中发挥作用。意义：由于并联机器人能够解决串联机器人应用中存在的问题,因而,并联机器人扩大了整个机器人的应用领域。由并联机器人研究发展起来的空间多自由度多环并联机构学理论,对机器人协调、多指多关节高灵活手抓等构成的并联多环机构学问题,都具有十分重要的指导意义。因此,并联机构已经成为机构学研究领域的热点之一。目前,国内外关于并联机器人的研究主要集中于运动学、动力学和控制策略三大方向。并联机器人在今后还有很长的路要走,在一些技术层面上,我国的水平还不能与一些科研大国相类比,对于并联机器人的研究与发展,我们需要在吸取前人的经验教训,总结他们已经取得的成效,来为今后的路坐铺垫。

2. 研究内容与预期目标

研究内容：

1.机器人机构特性和工作原理分析；

2.机构参数计算；

3. 研究方法与步骤

1. 通过对驱动冗余三自由度空间并联机构的机械机构及电气控制进行研究，探索机器人机构特性和工作原理。

2. 通过所学知识，查阅相关资料及有关参考书，合理选择设计相关公式，设计出三自由度机器人负载装置机械设计图。

3. 学习solidworks软件，了解三自由度机器人装配方法。

4. 参考文献

[1]黄真，孔令富，方跃法．并联机器人机构学理论及控制[m]．北京：机械工业出版社，1997．

[2]刘辛军，谢福贵，汪劲松. 并联机器人机构学基础[m].北京：高等教育出版社，2018.11.

[3]郝齐. 一种两自由度并联机构优化设计及动力学控制研究[d]. 清华大学, 2011 .

5. 工作计划

1) 2022-12-20～2022-2-24 查阅文献资料，进行文献综述，翻译英文文献。

2) 2022-2-25～2022-3-20 撰写开题报告，识读产品零件图，并采用cad软件绘制符合机械制图国家标准规范要求的系统零件图图纸；用三维造型软件进行产品零件的立体造型设计。

3) 2022-3-21～2022-4-10 查阅相关资料，进行机器人硬件设计。