ハイブリッドメカニズムの運動特性評価と組立ロボットへの適用

混合机构运动特性评估及其在装配机器人中的应用

基本信息

批准号：
08750167
负责人：
武田行生
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の研究では,組立ロボット用の機構として,回転対偶のみからなる3自由度平面ハイブリッド機構を取り上げ,数の総合を行って適用可能な機構形式を明らかにするとともに,一形式の機構を取り上げ,その運動学的および静力学的特性の評価を行った.まず,機構の自由度の式に基づいて数の総合条件を明らかにし,それを解いて整理することによって3自由度平面ハイブリッド機構の形式を求めた.動閉回路数が1以下,腕節数が3以下で回転対偶のみからなる機構の場合には,13個の機構形式が存在することがわかった.次に,組立ロボットへの適用を考慮して,2自由度閉ループ平面5節機構の出力端に回転形の能動ジョイントを配置した,精度,速度,剛性に優れるとともに出力節姿勢角が任意に取れる作業領域が大きな3自由度平面ハイブリッド機構を採用して評価を行った.機構内の閉ループ5節機構の運動伝達性を考慮して機構の寸法を決定し,その機構の作業領域および発生速度と発生力の空間的等方性について,シリアル機構および完全パラレル機構と比較した.その結果,ハイブリッド機構の出力節姿勢角が任意にとれる作業領域の大きさは,完全パラレル機構よりも大きく,シリアル機構と比較しても遜色のない程度に大きいことがわかった.アクチュエータの発生速度と発生力の限界を考慮した評価量である動力伝達指数により発生速度と発生力の空間的等方性を評価を行ったところ,ハイブリッド機構はシリアル機構よりも空間的等方性に優れ,完全パラレル機構とほぼ同等か優れる場合のあることがわかった.

在今年的研究中，我们采用了仅由旋转对组成的三度杂种机制，并使用数字组合来阐明适用的机制形式，我们还采用了一种机制，并评估了其运动学和静态特性。首先，我们根据机制的自由度的方程式确定了数字的总体条件，并解决了它们，以确定三度自由杂种机制的形式。发现在具有许多动态闭合电路的机制中存在13种机制形式，并且多个ARM节点或更小，仅由旋转对组成。接下来，考虑到装配机器人的应用，将旋转的活动接头放在一个两度自由的闭环平面5计数的机制的输出端，该机制具有出色的精度，速度和刚度，并可以实现任意输出节点姿势角度。我们评估了具有较大工业区域的三度自由平面混合机构。我们确定了该机制的尺寸，这些机制考虑了该机制内闭环五杆机理的运动可传递性，并比较了工作区域的空间各向异性以及机制的生成速度和产生力与串行机制和完美的并行机制。结果，我们发现在任何给定时间可以采用混合机制的输出节点态度角的工作区域的大小大于完美平行机制的大小，并且与串行机理的大小相当。当我们使用电力传输指数评估发电速度和产生力的空间各向同性时，这是一个评估量，考虑到执行器的发电速度和产生力的限制时，我们发现混合机制具有比血清机制更好的空间各向同性机制，并且可以大致相等或优于完美的平行机制。