6-SPS球平台并联机器人：性能分析与应用

"并联机器人,6-SPS球平台并联机器人,力和运动传递性能分析,金振林,高峰,燕山大学机械工程学院,河北工业大学" 本文主要探讨了一种名为6-SPS球平台的并联机器人，这是一种6自由度正交并联机器人新机型。并联机器人因其高精度、高刚度、小的自重负荷比和优良的动力学性能而备受关注。Stewart平台机构是6自由度并联机器人中最知名的类型，广泛应用于各种领域，包括虚轴机床、地下开采、飞行模拟等。然而，通过优化机器人的布局型式可以进一步提升其性能，这成为并联机器人研究的重点。 作者金振林和高峰提出了6-SPS球平台机器人，它是Stewart平台机构的一种变异形式。这种新机构由运动平台、6个SPS运动链和基座构成，每个SPS运动链包含一个直线移动副作为驱动副。机器人的独特之处在于其球铰点的布局：6个与运动平台连接的球铰点和6个与基座连接的球铰点分别位于两个不同半径的三维圆球上，且6个运动链分为三对，每对分支与平台的连接呈对称分布。 对这种球平台机构的局部力与运动传递性能进行了分析，研究了这些性能与机构几何参数的关系。分析结果表明，在正交位姿下，该机构在力和运动传递方面表现出各向同性，这意味着它在各个方向上的性能一致。这种特性使其特别适用于需要精细操作的场合，例如6自由度微动操作机器人或6维力传感器结构。 文章进一步详细介绍了球平台机构的坐标系建立方法，并对结构特点进行了描述。通过这样的分析，为并联机器人的设计和实际应用提供了理论基础，有助于提升并联机器人在特定任务中的性能表现。 关键词涉及的“6自由度并联机器人机构”是指具有六个独立运动自由度的机器人，可以进行全方位的运动。“球平台机构”特指这种机器人结构中使用球铰点连接的平台部分。“正交位姿”是指机器人处于各个轴向运动相互垂直的状态。“各向同性”意味着在所有方向上的物理性质相同，对于并联机器人来说，意味着在所有方向上力和运动的传递性能都一致。“力和运动传递”是研究机器人如何将动力源的运动和力量传递到工作末端的关键概念。 这篇论文深入研究了一种创新的并联机器人设计，通过分析其力学性能和运动传递特性，为并联机器人技术的进步和实际应用提供了新的思路和理论支持。