三自由度Delta并联机械手运动学分析及轨迹规划

摘要

针对自动化生产流水线普遍存在的分拣、抓取及包装等大量的重复性工作的问题,本文对三自由度Delta并联机械手进行了机械结构的分析,建立了其正逆运动学方程,推导出运动学正反解公式,进行轨迹规划,并采用Matlab编程求解Delta机械手的正解方程组。同时,通过分析动平台与静平台之间的矢量关系,结合几何原理得出每个点在静坐标系中的坐标,建立了逆运动学方程组,进一步推导出了位置反解。在反解的基础上,运用矢量关系列写正运动学方程组,结合Matlab得出了正解。采用三次多项式插值方法对Delta机器人进行关节空间轨迹规划,并结合Matlab Robotics Tool仿真工具箱对3个关节的角度、速度、加速度随时间的变化进行仿真分析。仿真结果表明,正解与反解的计算结果完全对应,证明位置正解与位置反解的推导过程完全正确;关节1角度值与时间呈现正相关,关节2与关节3角度值与时间呈现负相关,验证了反解是正确的。该规划方法对证明Delta机械手的关节空间轨迹规划是有效的。