400 025 3599
网站首页
全控简介
模拟平台
产品中心
荣誉资质
新闻资讯
联系我们
电话咨询
固话:025-83983051
手机:13905180520
返回顶部
当前位置: 主页 > 新闻中心 > 公司新闻 >
六自由度并联机器人的发展历史
发布时间:2020-04-14 11:52

  依据运动学结构,可将机器人分为串联机器人、并联机器人和混合机器人三大类别。其中,串联机器人由一组开环运动链组成,并联机器人由一些闭环运动链组成,混合机器人则同时包含了开环和闭环运动链。

  虽然并联机器人出现时间较串联机器人晚,但其无论在学术理论,还是实际应用上都填补了一些行业空白。在发展历史中,并联机器人的优点正被慢慢凸显出来。

  具体来看,串联机器人是工业应用场景中最常用的类别,其主要优点是对于自身体积和所占的地面范围,具有很大的工作空间,缺点是其由于开环运动学结构所带来的较低刚度和较大惯性。

  反观并联机器人,由于其闭链的运动结构,具有高刚度,高承载力;且驱动电机多安装于定平台,故具有惯性小,速度快的优点。再加上某些机器人的特定工作空间,并联机器人在实际工程中找到了独特的用武之地。

  Stewart机器人

  Stewart机器人可以说是最经典的并联机器人,也是世界上出现的第一种并联机器人。这类机器人最初由Gough在1947年发明,被用于检测各种载荷条件下的轮胎磨损。

  将Stewart与Gough联系在一起是源于Stewart在1965年发表的一篇论文中,提及了Gough的工作和这种平台的图像,这篇论文对并联机器人运动学的发展产生了重要的影响。基于此,这类构型的并联机器人也被称为Gough-Stewart机器人。

  Gough发明的六自由度平台

  该机器人为六自由度,有六条支链,每条支链的两端为球副,中间由一移动副联接两杆。由于其刚度高和重负载的优点,Stewart机器人常被用于各种重载的模拟台,例如飞行模拟器、地震模拟台、航天对接装置,以及用于确定组合载荷下轮胎的性能等;在民用方面的应用包括电影座椅等。

  飞行模拟器
 

  Delta机器人

  另一种具有跨时代意义的并联机器人——Delta机器人发明于20世纪80年代,发明人为Reyrnond Clavel。这种新型机器人发明的初衷是,以非常高的速度操纵轻而小的物体。1991年,Reyrnond Clavel提交了自己的博士论文,同时为Delta机器人申请了专利。他在1999年获得了金机器人奖,以表彰其在Delta机器人领域的贡献。

  1999年,ABB开始销售Delta机器人。直到其专利在2012年解禁后,国内的机器人企业才开始生产并销售Delta机器人。ABB也成为了现在国际上做delta机器人最成熟的公司,目前国内出货量比较多的厂商有阿童木机器人、勃肯特机器人、李群自动化等。

  Delta机器人是最经典的少自由度机器人,也是在实际工业中应用最广泛的一种并联机器人。三自由度Delta机器人由三条支链组成,其关键之处在于使用了平行四边形结构,可以保证末端执行器的姿态。
 

  Delta机器人

  Delta机器人的最大优势是速度快,业内勃肯特的高速并联机器人标准节拍已达到433次/min,超过了国外品牌,可见Delta机器人很适合用于抓取搬运小重量物体,所以被大规模应用于食品、医药、3C等领域。

  不仅如此,在传统Delta机器人的基础上,还有许多变种,在保留其高速的情况下,给予机器人更多的自由度,以满足工程需要。

  事实上,在民用领域,被大规模应用的并联机器人只有Delta机器人和五杆机器人,而Delta机器人基本成为了并联机器人的代名词。即使扩展到航空航天和军事领域,比较常用的并联机器人也只能再加上Stewart机器人。

  值得一提的是,并联机器人的实际应用并不仅限于此,例如3-SPS-PS机器人和支链嵌套并联机器人等由于其工作空间的特点,在工程应用上也有很大的潜力。

  构型上的改变属于机器人最底层的改变,而机器人行业研发成本高、周期长,工业又以营利为目标,因而更倾向于求稳,所以即使是四大家族级别的大机器人厂商,对待新的、不同构型的机器人亦十分谨慎。这也是很多并联机器人的构型在工程实际的潜力并没有得到完全挖掘的原因。

相关新闻