Stewart衍生型并联机器人的拓扑构型及结构模型

作者:仇鑫; 尤晶晶*; 徐帅; 叶鹏达; 王林康; 符周舟
来源:机械科学与技术, 2021, 40(05): 678-689.
DOI:10.13433/j.cnki.1003-8728.20200104

摘要

针对传统Stewart并联机器人耦合度较高导致运动学求解困难的问题,给出一种衍生拓扑构型,并详细设计了其结构模型。基于方位特征集理论,以单开链为支路单元,对机构的拓扑构型进行了剖析,计算了自由度和耦合度,结果分别为6和1;推导并验证了正向、反向运动学解析方程;为满足运动要求,发明了一种复合铰链以及一种可以转换主、从运动的移动副;加工制造了机器人的实物样机,并校核了重要零部件的强度,同时还得出实物样机可承受的最大静态载荷约为12 000 N。上述方案及结论为六自由度并联机器人的结构优化、动力学控制奠定了理论基础。