Parallel

并联机器人  

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发展历程并联特点

构型分类应用领域

并联机器人早在上世纪的90年代就已崭露头角，现在更是工业机器人的新生代力量，广泛应用在医药、电子等轻工业，下面，小编为大家介绍它的分类、应用领域等相关知识。

01发展历程

大暑

Foreign

1 1931年

1931年，Gwinnett在其专利中提出了一种基于球面并联机构的娱乐装置；

2 1940年

1940年，Pollard在其专利中提出了一种空间工业并联机构，用于汽车的喷漆；

3 1962年

1962年，Gough发明了一种基于并联机构的六自由度轮胎检测装置；

4 1965年

1965年，Stewart对Gough发明的这种机构进行了机构学意义上的研究，并将其推广应用为飞行模拟器的运动产生装置，这种机构也是目前应用较为广泛的并联机构，被称为Gough-Stewart机构或Stewart机构。

5 1978年

1978年，Mccallino等人设计出了在小型计算机控制下，在精密装置中完成校准任务的并联机器人，真正拉开了并联机器人研究的序幕。

6 80年代末期到90年代以来

80年代末期到90年代以来，并联机器人才引起广泛注意。

国内China

1 1991年

1991年，燕山大学黄真教授在研制出六自由度并联机器人样机；

2 1997年

1997年，清华大学和天津大学合作研制的大型镗床类并联样机VAMTIY；

3 1998年

1998年，东北大学研制了五轴联动三杆并联机床DSX5-70；

4 1999年

1999年，天津大学和天津D一机床总厂合作研制了三坐标并联机床商品化样机LINAPOD，哈尔滨工业大学也研制了一台六自由度并联机床样机。

5 2022年

2022年，清华大学联合北京卫星制造厂、烟台九游会AG研究院的科技成果：移动式混联加工机器人成功入选“2022世界智能制造十大科技进展”，在并联机器人历史长河中画下浓墨重彩的一笔。

集高精度、高刚度、高灵巧、大范围加工于一体，加工精度达0.02mm，配合其自主研发的移动式加工机器人一举解决了大型工件传统加工中机床庞大、成本高和大工件工序转移不方便等的难题，可满足航空、船舶等领域大型复杂构件高效加工需求，技术水平达到世界前沿水平。

02 并联机器人特点

并联机器人结构图

并联机构（Parallel Mechanism，简称PM），可以定义为动平台和静平台（定平台）通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。

其特点有：结构紧凑，刚度高，承载能力大；无累计误差，精度高；占用空间小；速度快，运动性能佳，部件磨损小，寿命长。

03并联构型分类

在并联机器人机构体系中，有多种机构种类的划分，按照自由度划分，分为：

1 2 自由度并联机构

在并联机构领域，2自由度并联机构的自由度少，分为平面结构和球面结构两大类，主要适用于平面或球面定位，应用领域大。

2 3 自由度并联机构

3 自由度并联机构种类较多，形式较复杂，一般有以下形式：平面3自由度并联机构，如3-RRR 机构，它们具有2个移动和一个转动；球面3自由度并联机构，如3-UPS-1-S 球面机构，该类机构的运动学正反解都很简单，是一种应用很广泛的3维移动空间机构；空间3自由度并联机构，这类机构属于欠秩机构，在工作空间内不同的点其运动形式不同是其显著的特点。还有一类是增加辅助杆件和运动副的空间机构。

3  4 自由度并联机构

4 自由度并联机构大多不是完全并联机构，不过可以扩大应用范围，在三自由度并联机构的基础上增加一个转动自由度，形成四自由度并联机器人。

4  5 自由度并联机构

Lee和Park在1999年提出一种结构复杂的双层五自由度并联机构；Jin等在2001年综合出具有三个移动自由度和两个转动自由度的非对称五自由度并联机构；近年来，清华大学联合北京卫星制造厂、烟台九游会AG研究院创新研发了轻量化五轴全并联高效加工功能模块，攻克了跨尺度定位及测量、精度主动调控等关键技术。

5  6 自由度并联机构

6 自由度并联机构是并联机器人机构中的一大类，广泛应用在飞行模拟器、6维力与力矩传感器和并联机床等领域。但这类机构有很多关键性技术没有或没有完全得到解决，比如其运动学正解、动力学模型的建立以及并联机床的精度标定等。

04 应用领域

并联机构多用于需要高刚度、高精度、高速度，无需大空间的场合，具体应用包括：

1  食品、医药、电子、化工行业的分拣、搬运、装箱等。

2  模拟运动

如飞行员九游会AG空间训练模拟器；工程模拟器，如船用摇摆台等；检测产品在模拟的反复冲击、振动下的运行可靠性；娱乐运动模拟台。

3  并联机床

4  对接动作

如宇宙飞船的空间对接；汽车装配线上的车轮安装；医院中的假肢接骨。

5  承载运动

如大扭矩螺栓紧固；短距离重物搬运。

6  金属切削加工

可应用于各类铣床、磨床钻床或点焊机、切割机。

7  可用于测量机，用来作为其他机构的误差补偿器

8  微操作机器人

用于微动机构或者微型机构。

9  机器人关节

可用作机器人的关节，爬行机构、食品、医药包装和移载机械手等。

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