六自由度并联平台三维建模
机器人是否轴越多越好?
机器人是否轴越多越好?
一、首先解释下轴的作用:几轴就是指机器人有几个活动的轴组成,也就是可以围绕其旋转的轴。
轴与卡迪尔坐标系息息相关。三轴机器人也被称为直角坐标或者笛卡尔机器人,它的三个轴可以允许机器人沿三个轴的方向进行运动;而六轴机器人中的六轴,就是笛卡尔坐标系中的X Y Z轴,及绕X Y Z轴旋转的U V W轴。现在,市面上的机器人,轴的数目从一到七,不仅有单轴机器人,也有七轴机器人。
二、单轴机器人:在国内又被称为直线模组,电动滑台等,是一种能提供直线运动的机械结构,同时可通过组合完成更加复杂的工作,名称也从另一方面说明了其能模块化的完成指定工作,同时说明了单轴机器人已经发展的很成熟。
单轴机器人的优点:
1、结构简单,藉由型材为主体,内置导轨丝杆等传动配件组合即成,直线型的结构决定了它只能完成简单的点对点运动。
2、无复杂组件,不需要长期维护,通常只需要按时润滑即可。
3、通常我们看到的多轴机器人的速度不会太快,而在单轴机器人这里则不存在这些问题,单轴机器人一般由电机驱动,速度动辄数米/秒。
4、单轴滑台的形状为直线型,可根据实际情况选择所需行程及安装方式,相对于多轴机器人,使用空间更灵活。
三、根据需求确定轴的数量
多轴机器人可以通过自由的编程完成全自动化的工作,可以明显减少生产出错率。
但是随之而带来的则是高昂的使用成本和正式使用前较为漫长的编程和模拟,并且还必须保证其不出问题,否则其使用时的维护和维修费用可不会低,而且必须要有专业负责维护的工程师。
同时,使用多轴机器人时的操作人员也必须要经过长期的培训才能驾驭,否则即使一个简单的操作问题都有可能导致难以挽回的损失乃至人员伤亡。
所以,机器人并不是轴越多越好,还是要根据机器人工作的实际内容和环境确定。
五杆机构的自由度是几个?
球面五杆机构是一种两自由度机构,它由五根杆件通过五个转动副首尾相连,并且所有转动副的轴线汇交于一点(即转动中心),机构的输出参考点有沿球面的两个平动自由度。与单自由度的四杆机构相比,它能完成更加复杂的运动轨迹,并具有结构简单、运动灵活、易于控制等优点。
并联机构为动平台和静平台通过至少两个独立的运动链相连接,具有两个或两个以上的自由度,且以并联方式驱动的一种闭环机构。和串联机器人相比,并联机器人具有以下优点:累积误差小、精度较高;驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置,运动部分重量轻,速度高,动态响应好;结构紧凑,刚度高,承载能力大。因此,并联机器人在对设备刚度、运动速度、定位精度或载重要求较高的场合应用较为广泛。其中,球面并联机构是重要的并联机构之一,目前在卫星跟踪随动装置、数控回转台,电子灵巧眼等实际工程领域中已经得到一定的应用。
但由于受到奇异位形的限制,并联机构动平台的转动能力往往都比较小,即使是相对简单的平面并联机构,在理论上能达到的转动范围也不超过180°,实际上会更小;奇异位形还影响了动平台运动的灵活性,因为靠近奇异位形时动平台的载荷传递效率急速下降;此外,机构的运动支链较少时承载能力也较差,从而影响动平台的工作性能。
冗余驱动并联机构是输入构件数目多于输出构件自由度数的并联机构,有些并联机构会通过增加冗余驱动支链来辅助平台跨越奇异位形,从而得到更大的转动能力,但冗余驱动会导致过约束从而产生内力,使机构面临复杂的控制问题;还有一部分并联机构则选择在某些支链中增加冗余驱动,但这导致了混合结构的出现,从而改变原有并联机构的载荷传递特性