串联机器人和并联机器人是如何区分的

工业机器人 2020-09-04 16:23www.xuehaixcl.com机器人网
串联机器人和并联机器人是如何区分的?
机器人从机构学的角度可以分为串联机器人和并联机器人两大类:串联机器人以开环机构为机器人机构原型;并联机器人为有一个或几个闭环组成的关节点坐标相互关联的机器人。
 
 
 
并联机器人是指动平台和定平台,通过至少两个独立的运动链相连接,机构具有两个或者两个以上的自由度,以并联方式驱动的一种闭环的机器人。
 
 
并联机器人和传统工业用串联机器人在应用上构成互补关系,它是一个封闭的运动链,和串联机器人相比较,一般由上下运动平台和两条或者两条以上运动支链构成,运动平台和运动支链之间构成一个或多个闭环机构,通过改变各个支链的运动状态,使整个机构具有多个可以操作的自由度。
 
 
 
并联机构的产生可以回溯到20世纪30年代,1931年,格威内特(Gwinnett )在他的专利里首次提出了一种基于球面并联机构的娱乐装置。在接下来的几十年时间里,有许多新的并联机构不断地被提出和应用于汽车喷涂、飞行模拟、轮胎检测等工业领域。其中Gough于1962年发明的并被Stewart系统研究的Gough-Stewart机构(或称Stewart机构)运用最为广泛,至今仍然被广泛研究和使用。图2.10是Stewart并联机构的原理图,其中末端执行件为动平台,与基座即定平台之间由若干个包含有许多运动副:球副、移动副、虎克铰的运动链相连接,其中每一个运动链可以独立控制其运动状态,以实现多自由度的并联。
 
 
 
 
串联机器人是一种开式运动链机器人,它是由一系列连杆通过转动关节或移动关节串联形成的。采用驱动器驱动各个关节的运动从而带动连杆的相对运动,使末端焊枪达到合适的位姿。
 
 
 
并联机器人和串联机器人各有优缺点,与传统的串联机器人相比较,并联机器人具有以下的特点:
 
 
 
(1)并联机器人的末端上平台同时由多根连杆支撑,与串联机器人相比,刚度更大,而且结构更稳定;
 
 
 
(2)并联机器人的驱动装置可以安放在靠近机架的位置,避免了机器人运动过程中的位置干涉,减小了系统的惯量,提升了动力性能;
 
 
 
(3)并联机器人在设计过程中经常采用对称式的结构,其各项同性好,互换性也较高;
 
 
 
(4)串联式机器人末端上存在的误差是各个关节误差的累积,所以误差大、精度低、而并联机器人则没有串联式机器人那样的误差累积放大关系,精度高、误差小;
 
 
 
(5)并联机器人的动力学特性较好,甚至在增大尺寸的条件下仍能保持较好的动力学特性;
 
 
 
(6)在位置求解上,串联机器人的运动学正解容易,但逆解较困难,而并联机器人的正解较困难,但反解却非常的容易。
 
 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
并联机器人主要应用领域:
 
1.食品、电子、化工、包装等行业的分拣、搬运、装箱等;
 
2.金属切削加工;
 
3.类铣床、磨床钻床或点焊机、切割机。
 
4.测量机,用来作为其他机构的误差补偿器
 
5.生物医学工程中的细胞操作机器人、可实现细胞的注射和分割,微外科手术机器人等;
 
6.并联机器人还广泛应用于军事领域中的潜艇、坦克驾驶运动模拟器,下一代战斗机的矢量喷管、潜艇及空间飞行器的对接装置、姿态控制器等。
 
 
 
随着工业机器人发展的深度和广度以及机器人智能水平的提高,中国的工业机器人一直在处于高速发展的状态中,因此 无论是串联机器人还是并联机器人都已经逐步走进各个智能化工厂的生产线中。

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