2 Delta 机器人机构学、运动学和动力学分析

2.1 引言

本章将对Delta机器人机构学、运动学和动力学进行深入分析，其中机构学研宄中 主要介绍该机器人的结构特点、工作原理及其设计理念，与此同时，对机器人的工作空 间和奇异位形进行理论上的分析。

运动学逆解、正解分析是对机器人进行轨迹规划的基础，动力学分析是提高机器人 运行速度和精度的有效手段，本文将采用拉格朗日方法对机器人进行动力学分析，以实 现下一章节中，运动学轨迹规划与动力学轨迹优化相结合，以运动学中速度或者动力学 中关键部件受力情况为优化对象，从而达到降低机器人成本、提高运行速度和机器人寿 命的目的。为了简化Python软件编程的复杂性，对平面两自由度高速并联工业机器人 Delta动力学中影响较小的部分进行了简化，简化后的动力学模型可以满足理论和工程 上的实际需求。

2.2 机构学分析

Delta机器人与其他的并联机器人一样，由静平台、动平台和支链组成，它的巧妙之 处在于从动臂采用平行四边形机构，由于平行四边形机构能够保证输出端与输入端的运 动相同，三个这样的平行四边形机构就约束了动平台的三个转动自由度，使得动平台只 保留了三个纯平动自由度[62]。

本文所述的Delta两自由度高速并联工业机器人实物图如图2-1所示，其结构特点 是：机器人末端执行器只能在竖直平面内运动，为了保证末端执行器始终保持水平，在 右端主动臂和从动臂中采用了两个平行四杆机构。Delta机器人的机械臂是铰接型操作 臂，有时也称为关节型操作臂，该类型的操作臂对角度误差具有放大作用，即操作臂越 长末端执行器的误差越大。为了从理论和实际中，减小Delta机器人的运行误差，同时， 提高机器人的运行速度和精度，采用两台高精度伺服直驱力矩电机并通过胀紧套与主动 臂直接连接，避免了由于减速器齿轮背隙产生的误差，从原理上提高了机器人的精度， 该直驱力矩电机实物如图2-2所示。为了减轻机械手臂的质量，主动臂、从动臂、三角 臂、末端执行器均采用高强度的铝合金板材或管材，并在主动臂和三角臂上开有减重孔。

本文采摘自“高速并联工业机械手臂分析设计与实现”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！