基于给定工作空间的6R型机器人D-H参数优化设计

摘要/Abstract

摘要：

运用解析法分析并确定了影响6R型机器人工作空间的相关关节，进而运用图解法获得了6R型机器人工作空间边界曲线，并建立了6R型机器人工作空间的三维仿真模型。为了得到紧凑的结构，在给定工作空间的情况下，利用遗传算法对6R型机器人的D-H参数进行优化设计，得到了满足约束条件且使机器人连杆长度最小的最优解，并通过6R型机器人三维模型工作空间验证了优化结果的合理性。

关键词: 6R型机器人, 给定工作空间, D-H参数, 优化设计

Abstract:

The related joints who affected the workspace of a 6R robot were analyzed and determined by using the analytical method. Then the workspace boundary curves of the 6R robot were acquired by using the graphic method, and a three-dimensional model of the workspace was established. In order to obtain a compact structure, based on a prescribed workspace, D-H parameters of the 6R robot were optimized by using the genetic algorithm, and the optimal solution was acquired. In the end, the optimal results were verified in the software of Pro/E.

Key words: 6R robot, prescribed workspace, D-H parameter, optimal design

中图分类号:

TP242

甘屹, 王均垒, 孙福佳. 基于给定工作空间的6R型机器人D-H参数优化设计[J]. 中国机械工程, 2014, 25(22): 3003-3007,3011.

Gan Yi, Wang Junlei, Sun Fujia. Optimal Design of D-H Parameters of a 6R Robot for a Prescribed Workspace[J]. China Mechanical Engineering, 2014, 25(22): 3003-3007,3011.

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参考文献

[1]蔡自兴．机器人学[M]．2版．北京：清华大学出版社，2009．
[2]张立杰，牛跃伟，李永泉．球面二自由度冗余驱动并联机器人可达工作空间的分析[J].中国机械工程，2009，20(24)：2974-2978．
Zhang Lijie，Niu Yuewei，Li Yongquan．Research on Workspace of a Spherical 2-DOF Parallel Manipulator with Actuation Redundancy[J].China Mechanical Engineering，2009，20(24)：2974-2978．
[3]谢俊，匡俐辉，马履中．一种新型串联中医推拿机械臂的机构综合和工作空间分析[J]．中国机械工程，2011，22(6)：697-701．
Xie Jun，Kuang Lihui，Ma Lüzhong．Type Synthesis and Analysis of Workspace of a Novel Series Chinese Medical Massage Arm[J]．China Mechanical Engineering，2011，22(6)：697-701．
[4]陈在礼，陈学生，谢涛．用遗传算法解具有给定工作空间的并联机构综合问题[J]．中国机械工程，2002，13(3)：187-190．
Chen Zaili，Chen Xuesheng，Xie Tao．The Synthesis of Spatial Parallel Manipulators for a Specific Workspace with a Genetic Algorithm[J]．China Mechanical Engineering，2002，13(3)：187-190．
[5]Laribi M A，Romdhane L，Zeghloul S．Analysis and Dimensional Synthesis of the DELTA Robot for a Prescribed Workspace[J]．Mechanism and Machine Theory，2007，42(7)：859-870．
[6]毕诸明，吴瑞珉，蔡鹤皋．工业机器人的工作空间综合[J]．机器人，1994，16(3)：181-184．
Bi Zhuming，Wu Ruimin，Cai Hegao．Workspace Synthesis of Industrial Robot[J]．Robot，1994，16(3)：181-184．
[7]Chablat D，Moroz G，Arakelian V，et al．Solution Regions in the Parameter Space of a 3-RRR Decoupled Robot for a Prescribed Workspace[M]//Latest Advances in Robot Kinematics.Netherlands:Springer,2012：357-364．
[8]战晓磊，辛洪兵，汉斯·彼德兰特斯．基于虚拟现实的MOTOMAN-HP3型机器人运动学仿真[J]．中国机械工程，2010，21(16)：1952-1954．
Zhan Xiaolei，Xin Hongbing，Hans-Peter Lentes.Kinematics Simulation of MOTOMAN-HP3 Robot Based on Virtual Reality[J]. China Mechanical Engineering，2010，21(16)：1952-1954．
[9]张鹏程，张铁．基于包络法六自由度工业机器人工作空间的分析[J]．机械设计与制造，2010(10)：164-166．
Zhang Pengcheng，Zhang Tie．Study on Workspace Analysis of 6R Robot Based on Envelope Method[J]. Machinery Design & Manufacture，2010(10)：164-166．
[10]段齐骏，黄德耕，李士枬．机器人工作空间与包容空间的图解法[J]．南京理工大学学报，1996，20(4)：318-321．
Duan Qijun，Huang Degen，Li Shina．The Graphic Methods of Robot Workspace and Inscribed Cube[J]．Journal of Nanjing University of Science and Technology，1996，20(4)：318-321．
[11]肖志权，崔玲丽．基于遗传算法的柔性机械臂的同时优化设计[J]．机器人，2006，26(2)：170-175．
Xiao Zhiquan，Cui Lingli．GA Based Concurrent Optimization and Design of Flexible Manipulator System[J]．Robot，2006，26(2)：170-175．
[12]谢烽，陈鹿民，张存鹰．基于Pro/E的关节型机器人工作空间求解[J].机床与液压，2008，36(11)：145-146．
Xie Feng，Chen Lumin，Zhang Cunying．Solution Joint Robot Workspace Based on Pro/E[J]．Machine Tool& Hydraulics，2008，36(11)：145-146．

[1]	鲁开讲, 师俊平, 张锋涛. 平面三自由度并联机构动力学优化设计 [J]. J4, 201016, 21(16): 1926-1931.
[2]	张萌, 张松林, 刘玉为, 刘时成, 范鹏举. 可调谐半导体激光器压电驱动系统的优化设计[J]. 中国机械工程, 2024, 35(04): 656-665.
[3]	孙永国, 金欣, 薛冬, 单建平, 石晓春. 基于NSGA-Ⅱ的滑油泵叶轮结构优化设计[J]. 中国机械工程, 2024, 35(03): 559-569.
[4]	刘杰, 翦林杰, 窦泽城, 文桂林, 王锐坤, 李方义. 超细微穿孔板构筑轻质结构的吸声特性研究[J]. 中国机械工程, 2023, 34(20): 2395-2402.
[5]	蒲志新, 郭建伟, 潘玉奇, 白杨溪. 2PPaPaR并联机构性能分析及优化设计[J]. 中国机械工程, 2023, 34(19): 2304-2312.
[6]	田宗睿, 智鹏鹏, 云国丽, 郭新凯, 官毅. 基于自适应增量Kriging模型的多目标稳健优化设计方法[J]. 中国机械工程, 2023, 34(08): 931-940.
[7]	吴紫俊, 肖人彬. 基于子结构的宏微结构协同优化方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(23): 2851-2858.
[8]	王一熙, 沈惠平, 陈谱, 吴广磊. 基于运动学、刚度和动力学性能的并联机构有序递进三级优化设计及其应用[J]. 中国机械工程, 2022, 33(13): 1560-1575,1621.
[9]	曾祥, 周怡君, 袁伟钦, 罗晨. 基于Twin-Bennett机构固面可展开天线的优化设计[J]. 中国机械工程, 2021, 32(11): 1361-1369，1376.
[10]	王成志, 王云超. 含运动副间隙的空间转向机构运动精度分析及优化设计#br#[J]. 中国机械工程, 2021, 32(09): 1027-1034,1042.
[11]	张琦1;李增亮1;董祥伟1;刘延鑫1;王雨婷2. 大功率潜水电机冷却系统分析方法与试验研究[J]. 中国机械工程, 2021, 32(03): 368-377.
[12]	刘世豪, 林茂. [综述]高速数控转台优化设计方法研究现状与展望[J]. 中国机械工程, 2020, 31(13): 1629-1637.
[13]	高富东;王德心;王海东;曹建平. 基于射流冲击作用的舰机适配性数值分析与优化[J]. 中国机械工程, 2020, 31(12): 1425-1436.
[14]	吕凤鹏;李朝阳;黄健;陈兵奎. RV减速器转臂轴承的优化设计[J]. 中国机械工程, 2020, 31(09): 1043-1048.
[15]	邹伟生1;刘瑞仙1;刘少军2. 粗颗粒海底矿石浆体提升电泵研究[J]. 中国机械工程, 2019, 30(24): 2939-2944.