3-PRS并联机器人工作空间参数分析与仿真

本文深入探讨了3-PRS并联机器人的工作空间分析，由作者李王英、徐尤南和刘志强在华东交通大学机电工程学院共同完成。3-PRS并联机器人因其特殊的机构结构，其工作空间受驱动杆长度和运动副转角等参数的显著影响。传统的工作空间求解方法，如解析求解，对于复杂的3-PRS结构而言，往往难以得到精确的解析表达，因此数值求解成为主要手段。 文章首先介绍了并联机器人工作空间求解的基本方法，强调了解析法的局限性，尤其是在处理空间并联机器人时，数值方法如网格法、Jacobian法、Monte Carlo法和优化法因其灵活性和适用性受到青睐。这些方法通常需要依赖于位置逆解，即理解机器人各部分之间的相对运动关系。 针对3-PRS并联机器人，研究者详细分析了该机器人模型，如图1所示，其包含静平台、导杆、滑杆和动平台，其中关键的小型构件位于滑杆的端部。作者着重研究了驱动杆杆长和运动副转角对工作空间的影响，这些参数变化直接影响机器人所能达到的空间区域。 作者选择了极限边界数值搜索法来求解3-PRS并联机器人的工作空间，这种方法允许在保持末端执行器姿态不变的情况下，探索所有可能的工作空间边界。借助Matlab这款强大的工具，他们实现了对3-PRS机器人工作空间的三维仿真分析，直观展示出不同参数下工作空间的形态。 通过对主要结构参数的深入分析，文章为优化3-PRS并联机器人的工作空间设计提供了理论依据。这不仅有助于提高机器人的工作效率，还能确保在实际应用中的稳定性和可靠性。本文的研究为并联机器人领域的设计和优化提供了一种实用且有效的策略。