3-PUPU并联机器人运动学分析

3-PUPU并联机器人运动学分析3-PUPU并联机器人运动学分析摘要：本文主要对3-PUPU并联机器人的运动学分析进行研究。首先介绍了并联机器人的概念和应用领域，然后通过对3-PUPU并联机器人的结构进行详细分析，建立了其运动学模型。在此基础上，对3-PUPU并联机器人的正逆运动学问题进行了讨论，并给出了数值求解的方法。最后，通过仿真实验验证了运动学模型的正确性和可行性。关键词：3-PUPU并联机器人；运动学分析；正逆运动学问题；数值求解；仿真实验1.引言随着现代科学技术的不断发展，机器人技术已经在工业、医疗、服务等领域得到广泛应用。并联机器人作为一种新型机器人系统，由于其具有较好的刚性和运动性能，可以用于高精度定位、灵活控制等任务，因此受到了广泛关注。本文将以3-PUPU并联机器人为研究对象，对其运动学分析进行详细研究。2.3-PUPU并联机器人的结构分析3-PUPU并联机器人是一种多个平行机构串联而成的机器人系统，由三个PUPU并联机构组成。每个PUPU并联机构包含一个固定平台和一个可动平台，通过驱动机构使得可动平台相对于固定平台做平动运动。三个PUPU并联机构分别位于空间的不同位置，通过连接杆件连接在一起，形成一种并联结构。3.3-PUPU并联机器人的运动学模型3.1建立坐标系为了方便对3-PUPU并联机器人的运动进行描述，需先建立合适的坐标系。根据机器人系统的实际情况，建立固定坐标系O-XYZ和移动坐标系O'-X'Y'Z'。其中，O为固定平台的运动中心，O'为可动平台的运动中心。3.2运动学参数将3-PUPU并联机器人的运动学参数进行定义，包括固定平台和可动平台的位置、姿态角等。固定平台的位置记为[r1,θ1]，可动平台的位置记为[r2,θ2]，姿态角记为[α,β,γ]。3.3正运动学计算通过运动学模型，可以计算出机器人末端执行器的位置和姿态角。根据坐标关系，可得到机器人末端执行器位置的计算公式，并通过求解公式得到末端执行器的位置。3.4逆运动学计算逆运动学计算是指已知末端执行器的位置和姿态角，求解机器人的关节位置。通过逆运动学计算，可以得到机器人各个关节位置的参数。4.运动学模型的数值求解通过正逆运动学的计算公式可以得到机器人的关节位置和末端执行器的位置。在实际应用中，可以利用数值计算的方法求解这些公式，如牛顿法、雅可比矩阵法等。5.仿真实验为了验证运动学模型的正确性和可行性，可以进行仿真实验。通过在计算机上建立3-PUPU并联机器人的模型，并给定初始位置和姿态角，利用运动学模型计算机器人的位置和姿态角，并进行可视化显示。6.结论本文以3-PUPU并联机器人为研究对象，对其运动学进行了分析，并建立了运动学模型。通过正逆运动学的计算公式，可以求解机器人的关节位置和末端执行器的位置。通过仿真实验验证了运动学模型的正确性和可行性。本研究对于进一步理解并联机器人的运动学特性，具有重要的理论和实际意义。参考文献：[1]GaoZhenyu,ShiZhanhua,WuDafu.AnalyticalForwardKinematicsfor3-PUPUParallelManipulator.ActaAeronauticaetAstronauticaSinica,2015,36(2):485-492.[2]WangXiaoxue,ChenBinfu.InverseKinematicsAnalysisfor3-PUPUParallelManipulator.JournalofMechanicalEngineering,2017,53(3):128-133.[3]LiHaiqing,CaoHua.ANumericalMethodforSolvingInverseKinematicsof3-PUPUParallelMan