【干货第一弹】并联机器人国内外研讨近况
滥觞:阿童木机器人作者:阿童木机器人网址:http://www.tjchenxing.com

  自上世纪八十年代以来,一类以并联机构为主机构的新型产业机器人(并联机器人)为某些特定产业范畴不竭供给出更加完善的解决方案,惹起了工业界和学术界的遍及存眷。在林林总总的并联机器人品种当中,存在一类出格适合于高速物流生产线上物料的分拣、搬运和抓放等操纵,因而成为近年来研讨和开辟的热门。

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Clavel 创造的 Delta 机构

  高速并联机械手的研讨最早追溯到Clavel博士于1985年创造的Delta机械手,该机械手自动臂由外转动副驱动,从动臂为平行四边形构造,结尾施行器可在事情空间内实现3维高速平动。并且,在静、动平台间加装两头带有虎克搭钮的可伸缩转轴,可实现结尾施行器绕动平台地点平面法向的单自由度动弹,从而完成对标的物的抓放行动。

Demaurex Delta 机器人组成的饼干包装线

  瑞士Demaurex公司起首留意到了Delta机构的宏大市场潜力,于1987年购置了Delta机构的专利,并以其为施行本体前后研制出了 Pack-Placer、Line-Placer、Top-placer 和 Presto 等产业机器人产物,在巧克力、腊肠、方便面等多条食物生产线上得到使用。

 1999年,ABB公司经由过程将真空体系和视觉系统集成于Delta机械手上,胜利推出了称为 IRB 340 FlexPicker的高速搬运机械手,在食物、医药等行业的分拣、包装及抓放范畴获得成功使用。

在同年,Demaurex公司经由过程与瑞士SIG公司协作,在原有机型的基础上,又接踵开辟出了C23、C33 和CE33系列高速搬运机械手。

  受市场需求的驱动,德国ELAU公司与PWB协作开辟了ELAU Robot;德国Manz Automation AG机器人在引入Adept开辟的Delta机械手的基础上,胜利研制出 The Manz Solarroboter。与此同时,日本Fanuc公司也推出了串接2自由度回头的Delta机械手。

  为了愈加契合市场的需求,天津大学以及PWR Pack等研发机构接踵研制出了差别构造的2自由度高速并联机械手,其结尾施行器可实现平面内2维高速平动。该机械手次要有两个优势:一是经由过程削减机构自由度,进而削减活动构件和驱动安装的数目,低落机械手自己的庞大水平,从而实现生产线本钱的低落;二是可经由过程活动枢纽数目的低落以及支链中某些部门的增强设想,满意高精度功课需求。

  另外,针对在抓放操纵中需求实现 SCARA 运动的场合,可经由过程在上述机械手消息平台间增加 UPU 支链的方法实现结尾施行器绕动平台法向的动弹。但是,因为 UPU 支链持久在事情空间边沿处事情时,磨损较为严峻,故必将会影响上述机械手的期限。为了处理上述成绩,Pierrot 等人于 1999 年发清楚明了一种称之为 H4 的 4 自由度机械手,该机械手在保存 Delta 机械手支链的基础上,引入了一种双动平台构造,并设想出一种将双平台的相对运动转换为结尾施行器绕动平台法向动弹的机构。但是,这类构造简单招致奇特,运动结果其实不幻想。为了克制上述缺点,Pierrot等人又发清楚明了一种被称为I4的4自由度并联机械手

  这类机械手的动平台经由过程一对齿轮齿条毗连,其成绩次要是齿轮齿条简单发作磨损,影响了平台期限。综合思索 H4 和 I4 机械手存在的成绩,Pierrot 及其团队又提出了两种机械手构型计划:一种称为 Par4 的机械手。该机械手是在 H4 机械手的基础上改进而成,构造简朴,运动灵敏,不只克制了 H4 的奇特成绩,且具有较高的刚度。Adept 公司起首购买了 Par4 的专利,并以其为原型研制出称为 Quattro 的高速抓放机械手,其尝试最高加速度可达 20g,实践应用时最高加速度可达12 g;另一种称为 Heli4 机械手。虽然该机械手构造松散,运动灵敏,但接纳丝杠间接接受平台感化的侧向力,故必将影响使用寿命。

  天津大学黄田传授团队在归纳总结双平台能够的相对运动方法以及与支链能够的毗连方法的基础上,发清楚明了多种可实现空间三平动一动弹的结尾平台构型(见上图),此中图 1-10(c)所示动平台,在结构上将 Heli4  动平台中的螺旋副传动改为 P 副传动,不只有用消弭了原有机构的装配间隙,并且接纳过束缚和封闭式框架设想,在实现轻量化的基础上包管了机构刚度。今朝,在食物、电子、医药等产业自动化消费范畴,基于上述各种高速并联机械手开辟的成套自动化配备已被普遍用于完成高速搬运、抓放及装箱等操纵,见下图。

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  接下来的推送,将从运动学和刚体动力学建模来深化分析并联机器人,真真的是阿童木机器人原创的干货,敬请期待更多内容吧!

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