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Delta 機器人工作空間分析
閱讀：79 發布時間：2020-8-122.5 工作空間分析
機器人的工作空間分為可達工作空間、靈巧工作空間、全局工作空間。可達工作空 間是機器人末端執行器可達位置點的集合；靈巧工作空間是在滿足給定位姿范圍時機器 人末端執行器可達點的集合；全局工作空間是給定所有位姿時機器人末端執行器可達點的集合。
在工作過程中，Delta機器人掃過一定的空間范圍，為了簡化Delta機器人的工作空 間求解方法，將圖2-4中的機器人機構進行簡化，簡圖如圖2-5所示，簡化圖中去掉了 兩個平行四桿機構，假設末端執行器一直保持水平。
在簡圖2-5中，Delta機器人的工作空間還不能應用串聯機器人的相關理論進行求 解。將簡圖2-5中右端主動臂、從動臂向左平移一個末端執行器的距離，將末端執行器 向左平移半個末端執行器的距離，如圖2-6所示，則簡化后的末端執行器只有位置沒有 姿態，假設末端執行器繼續保持水平，此時，將該機器人機構的兩個平面2R串聯機器 人分支的工作空間交集[65]39_4()作為平面兩自由度Delta機器人理論工作空間分析的起點。
終，簡化后的機器人模型為5R機器人機構，末端執行器與兩從動臂交點將其分 成左右兩個串聯2R機器人機構。
所以由圖2-6中5R機器人去掉末端執行器連接點，得到的2R串聯機器人機構的可達工作空間是一個圓環，如圖2-7 (c)所示。由 圖2-6中5R機器人去掉末端執行器連接點，得到的兩個2R串聯機器人機構的重合工作 空間如圖2-9a所示。由圖2-5中Delta機器人去掉末端執行器，得到的兩個2R機器人 的重合工作空間如圖2-9b所示。實際上，由于末端執行器在坐標系的x軸方向有一定的 尺寸，Delta機器人末端執行器的實際工作空間小于圖2-9b中陰影部分，將圖2-9b中左 右兩個2R機器人的工作空間分別向右、向左平移(Z12-U/2 ,得到圖2-5中左右兩個2R 機器人末端分別向右、向左平移(/12-/6)/2的重合工作空間如圖2-9c所示。實際上，由 于Delta機器人的實體樣機加工、裝配、主動臂及從動臂結構尺寸等原因，兩主動臂均 不能實現360度旋轉，主動臂和從動臂不能*重合，該機構的實際的工作空間小于圖 2-9c中的工作空間，根據機構的實際性能，主動臂的極限位置如圖2-10所示，其中圖2- 10 (a)和（b)分別為工作空間內機器人的左極限位置和右極限位置，以圖2-10 (a)和中點A、B為圓心，以AC、BD為半徑畫圓得到2-9d,同樣，由于Delta機器人末 端執行器水平方向尺寸的存在，圖2-9d中陰影部分并不是Delta機器人的實際工作空 間，將圖2-9d中以點A、B為圓心，以AC、BD為半徑得到的左右兩圓分別向右、向 左平移(/12 -/J/2，終得到的兩自由度高速并聯工業機器人Delta的實際工作空間。
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