1引1并联机床与传统机床结构形式相差较大,其关键构件的运动不象传统机床那样规则,并联机床在工作过程中,其构件干涉的可能要比传统机床大得多,能发生千涉的构件数目也相付较多。用此在并联机床整体设计零构件设计以及仿真分析过程中,千涉计算及检验显得十分重要。
文;以基厂36式81平台的并联机床为例进行了干涉分析。在36式31平台中,动平台上有3个铰链静平台上有6个铰链。连杆的伸缩运动靠驱动螺母来实现,当丝杠缩短时,部分丝杠将向后方伸出,此时丝杠伸出部分可能发生干涉;当动平台位姿改变时,动静平台间的各连杆连杆与电机都可能发生涉此外动静个台上的铰链木身。有1能超越极限位进而发生下涉归纳起来该结构中可能发生两类干涉连杆之间的干涉,连杆与主轴电机的干涉;2动静平台上的铰链干涉。
第类干;步问实际是空间两段柱体的,涉,求解该问的关键在,计算空间两线段之间的*短趴离;第类干涉问足般的结构。涉,根据铰链文首先将讨论空间两交错线段之间说件距离的求法,以及空间两圆柱不干涉的条件;其次,由于并联机床的联接副般使用转动副和球面副,在联接副的涉计算中,各种角度的汁算是必须的。所以。文中给出36式并联机床的角度算和两种连接副的不干涉条件。
2空间交错线段的*短距离+共面的两条线段在空间的相对位置不阽其*短距离的求法也将不同,1列举了两线段的几种相对位置,其中坐标系的2轴是两条线段灿与2的进行轨迹规划。仿真结果明,在推导出的约束关系下,双臂能顺利地进行轴孔装配。
1霄孔戴忭曼双臂轴孔装配是项非常复杂的工作,本文仅是从运动学角度探讨了双臂轴孔装配需满足的关系,真正到实现双锷的轴孔装配,述有许1名复杂和细致的工作,这待1我们裸组在今后的研,中力,成。
i袁军,黄心汉。陈锦江。机器人装配作业控制技术1.机器人,i994lfiD56M.
21张孓,商私叫大,茁十如叫的机人装配作卟建模及装配路径优化方法的研究。机器人。199203207213.
E刚。吴广顺,张传英。机器人主动装配作业的人工神经网络系基金项目国家自然科学基金资助项目59875004;北京航空航天大学2工程资助项目公垂线。现分巾情况进行分别说明t情况1如阁1.,空间两条线段的公垂线的难足都在线段则公垂线的长度为两线段的,小跟离情况2空间两条线段的公垂线的足个在线段个在线段的延长线此时心分3种情况讨论,其不意出,1.中,4点到60的垂线垂足在线段,则叫线段间的跑离应该是!点到,的距离;种情况中,点到2,的垂线垂足超出了,点,则两线段的*短距离为也;14情况中,点到0,的垂线垂足超出了7点,则两线段的*柬距离为,了。
情况3空间两条线段的公垂线的垂足都不在线段之上,则两线段间的*短距离为靠近垂足的两个端点的连线,1.
通过5且平行于的平面,的方程为0或其延长线上的垂足即为〃2与7,的交点,联因为2都和!正交,且满足式3,故所以将记为灿上间公难线的长度为1灿,某两个端点间的距离为以水0点为必上某点到0上的距离以点为例3空间交错圆柱体不干涉条件根据以上士论得出求解两线段间*短距离的算法如下根据空间两线段人8,0,求其公垂线及其垂足,如果两个垂足都在线段上,则公垂线的长度即为两线段的*短距离。
如果个垂足上线段,个乖足在线段线段上趴离难足近的那个端点,作4条线段的垂线,如采该垂线的垂足在条线段。则两条线段间的*短距离为该端点到另线段的距离,否则为该端点到另条线段。离垂足较近端点的连线长度如果两个垂足都在线段以外,则两线段间的*短距离,为两线段中靠近垂足端端点的连线长度。
1面求解宁间两线公垂线的长度及垂足=设80的单位方向向量分别为1和心。用以请的线段1;0的方程如厂由上面的分析可知,空间两交错线段之间的*短距离,*终归结为线段上某两点之间的距离。设空间两段圆柱体的轴线某两点连线向纪两圆柱的轴线的夹角分别为则两圆柱不干涉的条件为不是从圆柱面而是从圆柱端面穿来时亥条件。有点宽松,但对于设计来说是趋于安乍的,4角度计算洲,展成的平面的法线为角度计算主要是为铰链的设计及干涉检验服务校,旅嬉愿没,刮,36式53,平台及其坐标系3,每两条连杆和静平台上的个边构成个角形,取连杆12组成的个角形作为研究对象,31.5,=2,6代第根杆的单位矢连杆1和连杆2的夹角可以4成5铰链的不干涉条件在许联机床中。,般采用球面副或者儿个转动副在4狂中,是转动副两构件轴线的夹角,山办分别为对应铰链宽度的半,灸为转动中心到干涉点的趴离,该铰链两个构件+干涉的糸件为6干涉捡验程序流程根据以上分析可知,只要知道各连杆的方向矢量及相关的结构参数就可以进行干涉检验。运用并联机床的反解公式。可以方便地求出连杆的方向。给定动台的姿态及运动轨迹,可以按以过程进厅干涉检验,山如网3速立坐标系。在坐标系中用矢量根据给定的动平台位置姿态,运用反解计算各连杆的矢量。
根据计算空间两线段之间的*短距离的算法。求解相邻两连杆的轴线段以及连杆4主轴电机轴线段之间的*短距离。
根据空间交错圆柱体不干涉条件,判断3中计算的各要素之间是否干涉,如果干涉,记录并打印干涉信息,然后执行下步;否则,直接执行下步。
5报据角度汁算的公式,求解备关键角度,6由铰链的不干涉条件判断铰链是否干涉,如果干涉,记录并打印干涉信息,然后回到第2步,否则直接回到第2步,进行下个位姿的检验。
7结束语从并联机床的结构设计出发,分析了基于36式31平台的并联机床可能发生干涉的若干情况,给出了并联机床的连杆与连杆连杆与主轴电机之间*短距离的计算方法和不发生干涉的条件,此外也给出了并联机构中铰链夹角的计算公式和两种常用铰链不下涉条件,为并联机床的总体结构设计铰链的设计以及并联机床运动仿真运行中的干涉检验提供了详细的计算方法。
在角度计算部分,文中仅仅给出了种简单情形平台中,由个转动副构成的自由度铰链单元的干涉计算相对较为复杂,更精确全面的计算方法笔者将在后续文章中阐述。
在扎中为杆的半径为球的半么为球心陷入到安装球面的深度,为杆轴线摆动锥顶半角,该铰链+千涉的条件为南开大学数学系空间解析几何引论编写组。空间解析几何引论4.北京人民教育出版社,1978.
陈。虚轴钻尖刃磨机研制5.北京航空航天大学博士后研究工作报告。北京北京航空航天大学,19.


