【正文】 多采用功率式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（如 110BF、 130BF、 150BF）其價(jià)格低于永磁式反應(yīng)電動(dòng)機(jī)，但性能上不如永磁式電動(dòng)機(jī)。 即：正轉(zhuǎn) A→ AB→ B→ BC→ C→ CA→ A。線圈繞過相對(duì)的兩個(gè)磁極構(gòu)成一相（ A— A′ ,B— B′以及 C— C′）。 為了使機(jī)器人機(jī)構(gòu)滿足普遍的性能要求，利用前面得到的各項(xiàng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)造出一個(gè)新的綜合性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，該指標(biāo)綜合考慮了機(jī)構(gòu)的靈巧度、力、誤差和速度傳遞性能、末端變形及機(jī)構(gòu)的占用面積 .提出了該機(jī)器人機(jī)構(gòu)極位夾角的概念，通過分析發(fā)現(xiàn) 該角度是該機(jī)器人機(jī)構(gòu)一個(gè)極為重要的幾何參數(shù)。 這里針對(duì)前敘的二自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，基于 C語言平臺(tái)構(gòu)建其平面模型，通過友好的人機(jī)界面，進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。 最佳極位夾角的確定 由式 (23)~(26)可見，只要已 知極為夾角 ? ，就可以確定機(jī)構(gòu)中其它的幾何參數(shù)和主動(dòng)關(guān)節(jié)變量的變化范圍，且各項(xiàng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的大小也與 ? 有著密切的關(guān)系，可見極位夾角是該機(jī)器人機(jī)構(gòu)一個(gè)極為重要的參數(shù)，它對(duì)該機(jī)器人機(jī)構(gòu)的性能有著極為重要的影響。由圖 3 可得， ? ?ldYcos W??? (23) ldsin?? (24) 在這里如設(shè) ??? ?? ，我們將該機(jī)器人在極 限位置時(shí)連桿與坐標(biāo)軸方向的夾角 ? 稱為該機(jī)器人的極位夾角 ( ? ??? 45,0?? )。 綜合誤差敏感度 如輸入誤差為一單位圓，則誤差傳遞矩陣將輸入的單位圓映射為一個(gè)橢圓，誤差橢圓的大小、形狀基本上反映了終端誤差的特征?；瑒?dòng)副 3和 7的位移 1x 和 2x 作為機(jī)構(gòu)的輸入，設(shè)末端 O? 點(diǎn)位移 ? ?y,x 作為機(jī)構(gòu)輸出。通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，了解機(jī)器人發(fā)展的現(xiàn)狀，明白了串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人各自的優(yōu)缺點(diǎn)。六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu) 最早應(yīng)用于機(jī)床并引起大家的廣泛關(guān)注。他從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度 出發(fā)，通過研究機(jī)構(gòu)的自由度、虛約束、公共約束，將并聯(lián)機(jī)構(gòu)的各個(gè)分支的運(yùn)動(dòng)副看作是單自由度的基本副，總結(jié)了各種并聯(lián)空間機(jī)構(gòu)。Yoneda 實(shí)驗(yàn)室于 1979 年研制的 PVI I 四足步行器，就是采用平面兩自由度五桿機(jī)構(gòu)作為腿的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，之后在八十年代該實(shí)驗(yàn)室研制的 T 工 TAN 系列四足步行器也都采用了并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為步行機(jī)構(gòu)。瑞士 EPFL 研制了并聯(lián)六自由度微動(dòng)機(jī)器人，該微動(dòng)機(jī)器人由 2 自由度或多自由度的球面微電機(jī)通過壓電式微傳送器驅(qū)動(dòng)，用于在集成光纖底片上定位一單模光纖。同時(shí)這些微動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)必須是高精度機(jī)構(gòu)，不僅要無摩擦和無滯后作用，而且需要結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、剛度好。Lewis 公司在 1994 年美國(guó)芝加哥 IMTS39。在一些需要高精度、高剛度或者高速度而無須很大工作空間的應(yīng)用領(lǐng)域，并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)越來越受到人們的青睞。 (2)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)部分重量輕、速度高、動(dòng)態(tài)性能好 。這種能在崎嶇山路上行走、能適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的機(jī)械，決非常規(guī)的只能執(zhí)行一種 固定的運(yùn)動(dòng)校式的機(jī)械所能勝任的，而是今天所說的步行機(jī)器人。 關(guān)鍵詞 ：物理模型 硬件電路 并聯(lián)機(jī)器人 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 II Abstract The design of manipulators, especially the parallel manipulators, is one of the challenging problems in the robotic field. In this thesis, the physical models of the solution space for some parallel manipulators are planar parallel manipulators. The thesis studies the workspaces of the parallel manipulators in detail . The numerical methods for calculating the workspaces are presented through the work space and the location analysis and motion analysis. The concepts of agility and the agile workspace for parallel manipulators are proposed and defined. The physical models of the solution space propose a useful approach for the puteraided design of robotic mechanisms, the results and the techniques obtained by this thesis are very useful for the design of the parallel robotic mechanisms and the development of CAD software. Key words: Physical Model Hardware circuit Parallel manipulator 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1 目 錄 摘 要 ............................................ I ABSTRACT ......................................... II 目 錄 ............................................ 1 第 1 章 緒論 ....................................... 4 概述 ........................................................................................................... 4 并聯(lián)機(jī)器人的特點(diǎn)、發(fā)展過程、現(xiàn)狀 ................................................ 4 并聯(lián)機(jī)器人綜合的研究現(xiàn)狀 ................................................................. 7 論文選題的意義 ...................................................................................... 8 第 2 章 并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)及性能分析 .................. 10 機(jī)器人系統(tǒng)自由度的分析 .................................................................. 10 機(jī)器人機(jī)構(gòu)性能分析 ........................................................................... 10 機(jī)器人機(jī)構(gòu)描述 ...................................................................................................... 10 位置分析 ................................................................................................................ 11 性能評(píng)價(jià)指標(biāo) ........................................................................................................ 12 尺寸設(shè)計(jì) ............................................................................................... 14 最佳極位夾角的確定 ............................................................................................ 14 最佳連桿長(zhǎng)度的確定 ............................................................................................ 15 其他參數(shù)的確定及尺寸設(shè)計(jì)結(jié)果 ........................................................................ 16 并聯(lián)機(jī)構(gòu)活動(dòng)空間及連桿尺寸的確定 ................................................................... 16 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真概述 .................................................................. 16 小結(jié) ........................................................................................................ 17 第 3 章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇及一級(jí)減速齒輪副的選擇 .... 18 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 2 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn) ................................................................................... 18 步進(jìn)電機(jī)的工作原理 ........................................................................... 19 步進(jìn)電機(jī)的控制 ................................................................................... 19 一級(jí)減速齒輪副的選擇 ...................................................................... 20 小結(jié) ........................................................................................................ 21 第 4 章 機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...................... 21 單片機(jī)概述 ........................................................................................... 21 單片機(jī)的發(fā)展情況 ................................................................................................ 22 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) ........................................................................................................ 22 單片機(jī)的應(yīng)用 ...................................................................................................... 22 芯片的選取原則和片腳結(jié)構(gòu) .............................................................. 23 .......................................................................................................... 23 系列單片機(jī) 8031 ........................................................................................ 23 .............................................................................................................. 24 八譯碼器 .......................