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清华大学学报(自然科学版)  2021, Vol. 61 Issue (3): 183-192    DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2020.26.027
  索驱动机器人 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
索驱动TBot及Delta高速并联机器人的性能对比分析
彭发忠1, 段金昊1, 邵珠峰1, 张兆坤1, 王道明2
1. 清华大学 机械工程系, 摩擦学国家重点实验室, 精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室, 北京 100084;
2. 合肥工业大学 机械工程学院, 合肥 230009
Comparisons of a TBot high-speed cable-driven parallel robot with a classical Delta parallel robot
PENG Fazhong1, DUAN Jinhao1, SHAO Zhufeng1, ZHANG Zhaokun1, WANG Daoming2
1. Beijing Key Laboratory of Precision/Ultra-Precision Manufacturing Equipments and Control, State Key Laboratory of Tribology, Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
2. School of Mechanical Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
全文: PDF(7697 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 相较于串联机器人,并联机器人凭借刚度高、动态特性好和结构紧凑等构型优点,在高速分拣领域逐渐获得广泛应用。索驱动并联机器人采用索驱动代替刚性支链,使机器人结构得到有效简化,实现了大幅轻量化,有助于提升其动态特性,降低成本和功耗。该文设计了采用内部支链张紧的新型索驱动高速并联机器人TBot,该机器人与Delta并联机器人均面向高速分拣工况,可实现三维高速平动和绕动平台所在平面法向的单自由度转动。通过对比分析两者的差异,有助于明确索驱动和刚性并联机构的特性,定位亟待解决的关键技术,推动两者的研究和工业应用。在对Delta和TBot机器人进行运动学和动力学建模的基础上,仿真分析了给定“门”字轨迹下的运动学和动力学特性。仿真结果表明: TBot机器人具有机构简洁、能耗低、可达空间大等优势,具有较大的发展潜力。
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彭发忠
段金昊
邵珠峰
张兆坤
王道明
关键词 高速机器人并联机构索驱动运动学动力学    
Abstract:Parallel robots provide better stiffness, better dynamics and more compact structures than serial robots, so they are widely used in high-speed sorting. The rigid limbs in previous robot designs are replaced with cables to simplify and lighten cable-drive parallel robots (CDPR). This paper describes a high-speed CDPR tensioned by a rigid rod and a spring. The robot can execute the SCARA movement in the same way as the classical Delta parallel robot. Comparisons of these two robots show the key design issues for industrial applications of these robots. Kinematic and dynamic models are used to analyse the robot performance for typical trajectories. The results show that this cable driven robot has a simple structure, low energy consumption, large reachable workspace, and great development potential.
Key wordshigh-speed robots    parallel mechanisms    cable-driven    kinematics    dynamics
收稿日期: 2020-06-04      出版日期: 2021-03-06
基金资助:邵珠峰,副教授,E-mail:shaozf@tsinghua.edu.cn
引用本文:   
彭发忠, 段金昊, 邵珠峰, 张兆坤, 王道明. 索驱动TBot及Delta高速并联机器人的性能对比分析[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2021, 61(3): 183-192.
PENG Fazhong, DUAN Jinhao, SHAO Zhufeng, ZHANG Zhaokun, WANG Daoming. Comparisons of a TBot high-speed cable-driven parallel robot with a classical Delta parallel robot. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2021, 61(3): 183-192.
链接本文:  
http://jst.tsinghuajournals.com/CN/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2020.26.027  或          http://jst.tsinghuajournals.com/CN/Y2021/V61/I3/183
  
  
  
  
  
  
  
  
  
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