柔索并联机器人与数控技术解析

"计算坐标系-机器人与数控技术主要涵盖了机器人和数控机床的相关知识，包括一种新型柔索并联机器人系统的研究与开发、模糊控制MATLAB仿真实践、数控机床的开发实例以及课外作业。" 在讲解计算坐标系时，我们聚焦于机器人技术中的一个重要概念——柔索并联机器人系统。这种新型系统由3台步进电机驱动3条柔索，通过力矩电机控制操作杆的压力，确保柔索保持一定的拉力。机构设计中，3个移动副（a、b、c）的延长线在一点P交汇，它们与操作杆PQ形成虎克副连接。此外，3个移动副分别通过转动副连接到固定平台的3个虎克副，Q点则通过虎克-移动副穿过平台，A、B、C位于正三角形的顶点，Q位于中点。 虎克铰，又称万向铰，允许两个构件有2个相对转动的自由度，相当于轴线相交的两个转动副。而球面副则提供3个独立的相对转动自由度，可以绕x、y、z轴旋转。在柔索并联机器人系统中，3个构件与3个自由度的概念密切相关，这是通过Kutzbach-Grubler公式来计算空间机构自由度的，公式考虑了总构件数、运动副数量及其各自的自由度。 对于这个特定的机构，总共有12个构件和14个运动副。其中，P点的3个虎克副、a、b、c处的移动副和转动副、Q点的虎克副和移动副、以及A、B、C处的虎克副都贡献了相应的自由度。经过计算，该机构具有3个自由度，这意味着操作杆PR的位置可以由3个参数决定，其位姿受机构约束影响。 柔索驱动的特性与优点在于，它可以减少构件数量，例如用一条柔索替代a、b、c处的移动副和转动副，同时减少了P点的虎克副。然而，为了保持柔索的适宜拉力，必须在R点对杆PR施加力，这展示了柔索驱动在结构简化与力学控制方面的优势。 在数控机床开发实例部分，可能涉及到编程、路径规划、误差补偿等主题，但具体细节未在描述中给出。模糊控制MATLAB仿真是控制系统设计的一个重要工具，它利用模糊逻辑处理不确定性，提高控制系统的鲁棒性和适应性。 "计算坐标系-机器人与数控"的主题不仅包含了机器人学的基础知识，如机构设计、自由度计算，还涵盖了控制理论的应用，如模糊控制和实际的数控机床开发实践。这些内容对于理解和开发先进的机器人系统及数控设备至关重要。