4SPS SPR并联机器人运动学参数的变量几何法求解.pdf

4SPS+SPR并联机器人是一种具有五个自由度的机械装置，其中4SPS代表四个串联杆驱动的球关节和一个移动平台，SPR表示一个固定杆和一个移动杆。在并联机器人运动学参数求解方面，传统方法如影响系数法、螺旋理论、矢量分析以及牛顿-欧拉公式等解析方法虽然得到了应用，但存在解析计算和编程过程复杂、难以建立统一数学模型等问题。为了简化这一过程，CAD技术的应用成为了解决方案之一。 在论文《4SPS+SPR并联机器人运动学参数的变量几何法求解》中，作者提出了利用计算机辅助设计（CAD）软件的功能来求解并联机器人的运动学参数。这种方法特别强调了CAD软件的几何约束、尺寸约束和尺寸驱动技术，通过这些技术可以构建模拟机构，并实时求解机器人的运动学参数。 文章中提到的变量几何法是一种基于CAD技术的方法，它能自动添加几何约束并实现尺寸驱动。利用这种方法，可以直观地构造出并联机器人的模拟机构，并在改变驱动参数时动态地更新模拟机构的配置，从而自动求解运动学参数。这包括机器人的位姿解、线速度/线加速度、以及欧拉角速度/角加速度解。 文中还提到了有限差分理论，这是一种数值方法，通过构建函数的近似模型来近似求解微分方程。在这种情况下，作者引入了欧拉角的概念，并以此为基础建立了并联机器人运动学的新模型。该模型能够实时直观地反映出机构运动的空间姿态，这比仅求解动平台法线在定坐标系下的角速度/角加速度更为先进。 文章中涉及的关键技术之一是CAD变量几何法，它在平面多自由度机构运动求解方面已有所应用，并证明了其求解的快捷性和准确性。这一点对于并联机器人领域尤其重要，因为并联机器人的运动学求解复杂且对精确度要求极高。 通过上述方法，可以得出结论，CAD变量几何法在求解5自由度4SPS+SPR并联机器人的运动学参数方面，不仅快速直观，而且准确可靠。这为并联机器人在各种工程领域，特别是那些对运动学参数求解精度要求高的领域，提供了一种行之有效的解决方案。