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本文采用的Stewart并聯(lián)機(jī)器人平臺(tái)如圖1所示，主要包含上平臺(tái)、下平臺(tái)以及六個(gè)支桿。其中六個(gè)支桿的兩端采用上、下兩個(gè)臥式虎克鉸將上、下平臺(tái)連接在一起。每個(gè)支桿均采用電動(dòng)缸，通過(guò)控制電動(dòng)缸的中伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)支桿的長(zhǎng)度控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)Stewart并聯(lián)機(jī)器人末端位姿的調(diào)整。
由上可知，Stewart并聯(lián)機(jī)器人具有上平臺(tái)、下平臺(tái)和6個(gè)支桿組成，為了便于描述，將機(jī)器人抽象為如圖2所示的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，該圖中將上平臺(tái)臥式虎克鉸的回轉(zhuǎn)中心定義為Ai(i=1,2,…,6)，分布在半徑為Ra的圓周上，六個(gè)上平臺(tái)臥式虎克鉸的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)連線組成了一個(gè)六邊形。以此類(lèi)推，將下平臺(tái)臥式虎克鉸的回轉(zhuǎn)中心定義為Bi(i=1，2，…，6)，分布在半徑為Rb的圓周上，六個(gè)下平臺(tái)臥式虎克鉸的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)連線也組成了一個(gè)六邊形。序號(hào)對(duì)應(yīng)的回轉(zhuǎn)中心進(jìn)行連線，分別代表電動(dòng)缸的長(zhǎng)度Li(i=1，2，…，6)，此長(zhǎng)度包含電動(dòng)缸的本體長(zhǎng)度。
為了描述Stewart并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，目前主要包含兩種描述參數(shù)。
第一類(lèi)結(jié)構(gòu)描述參數(shù)如下：
(1)上平臺(tái)臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)分布圓半徑Ra;
(2)下平臺(tái)臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)分布圓半徑Rb;
(3)上平臺(tái)臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的六邊形短邊長(zhǎng)度Da;
(4)下平臺(tái)臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的六邊形短邊長(zhǎng)度Db;
(5)上平臺(tái)工作零位時(shí)，上、下平臺(tái)臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)距離L。
第二類(lèi)結(jié)構(gòu)描述參數(shù)如下：
(1)上平臺(tái)臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)分布圓半徑Ra;
(2)下平臺(tái)臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)分布圓半徑Rb;
(3)上平臺(tái)臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的六邊形短邊中心角φa;
(4)下平臺(tái)臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的六邊形短邊中心角φb;
(5)上、下平臺(tái)臥式虎克鉸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的最短距離Lmin。
以上兩種結(jié)構(gòu)描述參數(shù)均采用五參數(shù)，其中前四個(gè)參數(shù)描述的物理意義相同，區(qū)別在于第五個(gè)參數(shù)的定義，一種時(shí)以實(shí)際的工作狀態(tài)定義，一種是以機(jī)器人的物理結(jié)構(gòu)定義。本文采用第二種結(jié)構(gòu)描述參數(shù)，圖1中的Stewart并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)描述參數(shù)如表2.1所示。根據(jù)以上定義可以計(jì)算得到上平臺(tái)臥式虎克鉸的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)Ai(i=1，2，…，6)，下平臺(tái)臥式虎克鉸的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)Bi(i=1，2，…，6)的坐標(biāo)如下式所示。
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