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2.5 工作空間分析

機(jī)器人的工作空間分為可達(dá)工作空間、靈巧工作空間、全局工作空間。可達(dá)工作空間是機(jī)器人末端執(zhí)行器可達(dá)位置點(diǎn)的集合；靈巧工作空間是在滿足給定位姿范圍時(shí)機(jī)器人末端執(zhí)行器可達(dá)點(diǎn)的集合；全局工作空間是給定所有位姿時(shí)機(jī)器人末端執(zhí)行器可達(dá)點(diǎn)的集合。

在工作過程中，Delta機(jī)器人掃過一定的空間范圍，為了簡(jiǎn)化Delta機(jī)器人的工作空間求解方法，將圖2-4中的機(jī)器人機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)圖如圖2-5所示，簡(jiǎn)化圖中去掉了兩個(gè)平行四桿機(jī)構(gòu)，假設(shè)末端執(zhí)行器一直保持水平。

在簡(jiǎn)圖2-5中，Delta機(jī)器人的工作空間還不能應(yīng)用串聯(lián)機(jī)器人的相關(guān)理論進(jìn)行求解。將簡(jiǎn)圖2-5中右端主動(dòng)臂、從動(dòng)臂向左平移一個(gè)末端執(zhí)行器的距離，將末端執(zhí)行器向左平移半個(gè)末端執(zhí)行器的距離，如圖2-6所示，則簡(jiǎn)化后的末端執(zhí)行器只有位置沒有姿態(tài)，假設(shè)末端執(zhí)行器繼續(xù)保持水平，此時(shí)，將該機(jī)器人機(jī)構(gòu)的兩個(gè)平面2R串聯(lián)機(jī)器人分支的工作空間交集[65]39_4()作為平面兩自由度Delta機(jī)器人理論工作空間分析的起點(diǎn)。

最終，簡(jiǎn)化后的機(jī)器人模型為5R機(jī)器人機(jī)構(gòu)，末端執(zhí)行器與兩從動(dòng)臂交點(diǎn)將其分成左右兩個(gè)串聯(lián)2R機(jī)器人機(jī)構(gòu)。

所以由圖2-6中5R機(jī)器人去掉末端執(zhí)行器連接點(diǎn)，得到的2R串聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的可達(dá)工作空間是一個(gè)圓環(huán)，如圖2-7 (c)所示。由圖2-6中5R機(jī)器人去掉末端執(zhí)行器連接點(diǎn)，得到的兩個(gè)2R串聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的重合工作空間如圖2-9a所示。由圖2-5中Delta機(jī)器人去掉末端執(zhí)行器，得到的兩個(gè)2R機(jī)器人的重合工作空間如圖2-9b所示。實(shí)際上，由于末端執(zhí)行器在坐標(biāo)系的x軸方向有一定的尺寸，Delta機(jī)器人末端執(zhí)行器的實(shí)際工作空間小于圖2-9b中陰影部分，將圖2-9b中左右兩個(gè)2R機(jī)器人的工作空間分別向右、向左平移(Z12-U/2 ,得到圖2-5中左右兩個(gè)2R 機(jī)器人末端分別向右、向左平移(/12-/6)/2的重合工作空間如圖2-9c所示。實(shí)際上，由于Delta機(jī)器人的實(shí)體樣機(jī)加工、裝配、主動(dòng)臂及從動(dòng)臂結(jié)構(gòu)尺寸等原因，兩主動(dòng)臂均不能實(shí)現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)臂和從動(dòng)臂不能完全重合，該機(jī)構(gòu)的實(shí)際的工作空間小于圖 2-9c中的工作空間，根據(jù)機(jī)構(gòu)的實(shí)際性能，主動(dòng)臂的極限位置如圖2-10所示，其中圖2- 10 (a)和（b)分別為工作空間內(nèi)機(jī)器人的左極限位置和右極限位置，以圖2-10 (a)和中點(diǎn)A、B為圓心，以AC、BD為半徑畫圓得到2-9d,同樣，由于Delta機(jī)器人末端執(zhí)行器水平方向尺寸的存在，圖2-9d中陰影部分并不是Delta機(jī)器人的實(shí)際工作空間，將圖2-9d中以點(diǎn)A、B為圓心，以AC、BD為半徑得到的左右兩圓分別向右、向左平移(/12 -/J/2，最終得到的兩自由度高速并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人Delta的實(shí)際工作空間。

本文采摘自“高速并聯(lián)工業(yè)機(jī)械手臂分析設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！

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