Delta 机器人工作空间分析|加工中心

2.5 工作空间分析

机器人的工作空间分为可达工作空间、灵巧工作空间、全局工作空间。可达工作空间是机器人末端执行器可达位置点的集合；灵巧工作空间是在满足给定位姿范围时机器人末端执行器可达点的集合；全局工作空间是给定所有位姿时机器人末端执行器可达点的集合。

在工作过程中，Delta机器人扫过一定的空间范围，为了简化Delta机器人的工作空间求解方法，将图2-4中的机器人机构进行简化，简图如图2-5所示，简化图中去掉了两个平行四杆机构，假设末端执行器一直保持水平。

在简图2-5中，Delta机器人的工作空间还不能应用串联机器人的相关理论进行求解。将简图2-5中右端主动臂、从动臂向左平移一个末端执行器的距离，将末端执行器向左平移半个末端执行器的距离，如图2-6所示，则简化后的末端执行器只有位置没有姿态，假设末端执行器继续保持水平，此时，将该机器人机构的两个平面2R串联机器人分支的工作空间交集[65]39_4()作为平面两自由度Delta机器人理论工作空间分析的起点。

最终，简化后的机器人模型为5R机器人机构，末端执行器与两从动臂交点将其分成左右两个串联2R机器人机构。

所以由图2-6中5R机器人去掉末端执行器连接点，得到的2R串联机器人机构的可达工作空间是一个圆环，如图2-7 (c)所示。由图2-6中5R机器人去掉末端执行器连接点，得到的两个2R串联机器人机构的重合工作空间如图2-9a所示。由图2-5中Delta机器人去掉末端执行器，得到的两个2R机器人的重合工作空间如图2-9b所示。实际上，由于末端执行器在坐标系的x轴方向有一定的尺寸，Delta机器人末端执行器的实际工作空间小于图2-9b中阴影部分，将图2-9b中左右两个2R机器人的工作空间分别向右、向左平移(Z12-U/2 ,得到图2-5中左右两个2R 机器人末端分别向右、向左平移(/12-/6)/2的重合工作空间如图2-9c所示。实际上，由于Delta机器人的实体样机加工、装配、主动臂及从动臂结构尺寸等原因，两主动臂均不能实现360度旋转，主动臂和从动臂不能完全重合，该机构的实际的工作空间小于图 2-9c中的工作空间，根据机构的实际性能，主动臂的极限位置如图2-10所示，其中图2- 10 (a)和（b)分别为工作空间内机器人的左极限位置和右极限位置，以图2-10 (a)和中点A、B为圆心，以AC、BD为半径画圆得到2-9d,同样，由于Delta机器人末端执行器水平方向尺寸的存在，图2-9d中阴影部分并不是Delta机器人的实际工作空间，将图2-9d中以点A、B为圆心，以AC、BD为半径得到的左右两圆分别向右、向左平移(/12 -/J/2，最终得到的两自由度高速并联工业机器人Delta的实际工作空间。

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！

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