球面三自由度并联机器人工作空间分析与优化

"球面三自由度并联机器人可达工作空间的研究" 这篇研究主要探讨的是球面三自由度并联机器人的可达工作空间及其相关特性。并联机器人在20世纪80年代因其高速度和高精度的优势引起了广泛关注。相较于串联机器人，它们的运动学和几何特性更为复杂，特别是奇异性分析和工作空间的确定。工作空间对于机器人的设计和轨迹规划至关重要。 文章首先建立了一个球面三自由度并联机器人的空间模型。这种机器人由9个转动副轴线构成，所有轴线都交汇于一个点D，即机器人的转动中心。机构的每个运动部件都围绕这个中心进行旋转，形成一个上棱锥台与固定下棱锥台相互连接的结构，允许三个独立的转动自由度。 研究中，作者使用了保角变换等数学工具来确定并联机器人的可达工作空间。他们提供了工作空间的形状表达，并计算了工作空间的面积，这有助于理解机器人在不同尺寸下的工作范围。通过对工作空间面积与尺寸之间的关系进行深入研究，作者绘制了工作空间面积随参数变化的图谱，揭示了其中的规律。 这些研究成果对设计和优化球面三自由度并联机器人有着重要的指导意义。例如，在设计用于机床加工、卫星天线跟踪系统的机器人时，可以通过这些分析来确保机器人的工作范围满足特定任务的需求。此外，这些研究还为机器人的轨迹规划提供了基础，使得机器人能够在其工作空间内有效地移动和执行任务。 关键词涉及到的领域包括球面并联机器人、空间模型、工作空间以及保角变换。这些术语表明研究涉及了机器人机构设计的多个核心概念。文献分类号THu2.1和文献标识码A表明这是一篇工程技术领域的专业论文，具有较高的学术价值。 该研究为理解和优化球面三自由度并联机器人的工作性能提供了宝贵的理论依据，对于提升这类机器人的设计效率和实用性具有重要意义。