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并联机器人是在20世纪80年代兴起的先进技术,从出现开始就受到了国内外众多学者的关注。并联机器人相对串联机器人运动链较短,并且运动部分重量较轻,具有高速、高精度与高刚度等优点。但是,并联机器人多采用刚性运动副来传递力和运动,在高速、精密的现代机械中存在一些不可避免的问题,例如:刚性运动副带来的摩擦、间隙及冲击,降低了并联机器人末端轨迹的准确性和可重复性,也产生了振动和噪音。柔顺机构的出现为解决这一问题提供了新的方法。因此,开展含有柔顺关节的并联机器人研究具有重要的理论意义和应用价值。 首先,对基于PMAC的并联机器人控制系统进行了开发。根据实验要求制定了控制系统的整体方案,在Windows环境下,对基于PMAC的平面三自由度并联机器人控制系统上位机软件及人机界面进行了设计。该控制系统可以实现机器人动平台的多种运动轨迹跟踪任务,并且可以对机器人参数进行实时监控,为开展实验研究提供了开放、友好的工作条件。 其次,运用PRO/E、ADAMS和ANSYS等软件建立了刚性关节并联机器人及柔顺关节并联机器人仿真模型,并利用模型进行了运动仿真研究,通过仿真轨迹发现柔顺关节机器人可以很好地完成规划任务。 最后,利用片簧式柔顺关节搭建了柔顺关节并联机器人实验平台,并进行了轨迹跟踪实验。首先,对不同厚度的柔顺关节进行了不同速度的分组实验,通过实验数据分析选出柔顺关节最优厚度,然后,对最优厚度柔顺关节进行了不同速度与轨迹的多组轨迹跟踪实验,通过实验数据对柔顺关节的特性进行了总结,证明所开发的控制系统具有良好的实时性和可靠性,同时验证了片簧式柔顺关节代替传统刚性转动副的可行性。