一种3-PRRU并联机器人的性能评价方法技术

本发明专利技术公开了一种3

【技术实现步骤摘要】
一种3
‑
PRRU并联机器人的性能评价方法


[0001]本专利技术涉及机器人技术，具体涉及一种3
‑
PRRU并联机器人的性能评价方法。

技术介绍

[0002]机器人末端件的速度，机器人的承载能力与刚度均是并联机器人的重要性能指标。速度被列为机器人结构的基本要求之一，承载能力决定了机器人的工作负荷能力，刚度影响了机器人的动态特性和定位精度。目前，在评价并联机器人的这三种性能大多用到全域最大/最小速度/承载能力/刚度评价指标以及全域速度/承载能力/刚度各向同性度等。并联机器人的某种结构构型一旦确定好之后，当选择的主动副不同，机器人的性能大相径庭。然而，现有评价指标存在一定的局限性，并不能全面准确地衡量3
‑
PRRU并联机器人性能的优劣，这就为多种不同主动副下3
‑
PRRU并联机器人的选择带来了困难。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种3
‑
PRRU并联机器人的性能评价方法。此3
‑
PRRU并联机器人的性能评价方法完善了并联机器人的性能指标评价体系，解决了现有指标无法对其性能做出更全面评价的问题。
[0004]本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：本3
‑
PRRU并联机器人的性能评价方法，包括以下步骤：
[0005]S1、定义3
‑
PRRU并联机器人的全域速度性能评价指标，此全域速度性能评价指标包括全域最大速度方差评价指标和全域最小速度方差评价指标；
[0006]S2、定义3
‑
PRRU并联机器人的全域承载性能评价指标，此全域承载性能评价指标包括全域最大承载力方差评价指标和全域最小承载力方差评价指标；
[0007]S3、定义3
‑
PRRU并联机器人的全域刚度性能评价指标，此全域刚度性能评价指标包括全域最大刚度方差评价指标和全域最小刚度方差评价指标。
[0008]优选的，所述全域最大速度方差评价指标为：
[0009][0010]所述全域最小速度方差评价指标为：
[0011][0012]其中，||V
max
||和||V
min
||分别为机器人的最大速度评价指标和最小速度评价指标；η
Vmax
和η
Vmin
分别为全域最大速度评价指标和全域最小速度评价指标；W表示并联机器人的工作空间。
[0013]优选的，所述全域最大承载力方差评价指标为：
[0014][0015]所述全域最小承载力方差评价指标为：
[0016][0017]其中，||F
max
||和||F
min
||分别为机器人的最大承载力评价指标和最小承载力评价指标；η
Fmax
和η
Fmin
分别为全域最大承载力评价指标和全域最小承载力评价指标。
[0018]优选的，所述全域最大刚度方差评价指标为：
[0019][0020]所述全域最小刚度方差评价指标为：
[0021][0022]其中，||D
max
||和||D
min
||分别为机器人的最大刚度评价指标和最小刚度评价指标；η
Dmax
和η
Dmin
分别为全域最大刚度评价指标和全域最小刚度评价指标。
[0023]优选的，在步骤S1之前需要求解3
‑
PRRU并联机器人的工作空间。
[0024]本专利技术相对于现有技术具有如下的优点：本3
‑
PRRU并联机器人的性能评价方法更加准确地描述了3
‑
PRRU机器人的性能分布情况，克服了现有指标在分析并联机器人性能的局限性，评价方法解决了现有指标无法对并联机器人的上述三种性能做出更全面评价的问题，而且操作简便、直观易行。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的3
‑
PRRU并联机器人的结构示意图。
[0026]图2是3
‑
PRRU并联机器人的工作空间。
[0027]图3a是全域最大速度评价指标分布。
[0028]图3b是全域最小速度评价指标分布。
[0029]图3c是全域速度各向同性度分布。
[0030]图4a是全域最大承载力评价指标分布。
[0031]图4b是全域最小承载力评价指标分布。
[0032]图4c是全域承载力各向同性度分布。
[0033]图5a是全域最大刚度评价指标分布。
[0034]图5b是全域最小刚度评价指标分布。
[0035]图5c是全域刚度各向同性度分布。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0037]如图1所示的3
‑
PRRU并联机器人的自由度为三维移动，其中P表示移动副，R表示转动副，U表示万向铰。当3个移动副为主动副时，该机器人可用3
‑
PRRU表示，当第一转动副和2个移动副为主动副时，该机器人可用PRRU+2PRRU表示，当3个第一转动副为主动副时，该机器人可用3
‑
PRRU表示。即基于上述3种不同的输入选择，本实施例中的3
‑
PRRU并联机器人可分为3
‑
PRRU机器人、PRRU+2PRRU机器人和3
‑
PRRU机器人。此三种机器人的工作空间基于蒙特卡洛法，再通过机器人的位置解得，如图2所示。
[0038]如图1所示的3
‑
PRRU并联机器人的性能评价方法，包括以下步骤：
[0039]S1、定义3
‑
PRRU并联机器人的全域速度性能评价指标，此全域速度性能评价指标包括全域最大速度方差评价指标和全域最小速度方差评价指标；所述全域最大速度方差评价指标为：
[0040][0041]所述全域最小速度方差评价指标为：
[0042][0043]其中，||V
max
||和||V
min
||分别为机器人的最大速度评价指标和最小速度评价指标；η
Vmax
和η
Vmin
分别为全域最大速度评价指标和全域最小速度评价指标；W表示并联机器人的工作空间。
[0044]图3a～3c表示3种不同输入下3
‑
PRRU并联机器人的速度分布。其中，图3a是全域最大速度在整个工作空间内的变化情况。可以看出3
‑
PRRU机器人的最大速度评价指标在工作空间内始终保持恒定，PRRU+2PRRU机器人始终保持最大，且变化较剧烈，3
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PRRU机器人值最小且变化不大。图3b是全域最小速度在整个工作空间内的变化情况。可以看出3
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3
‑
PRRU并联机器人的性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、定义3
‑
PRRU并联机器人的全域速度性能评价指标，此全域速度性能评价指标包括全域最大速度方差评价指标和全域最小速度方差评价指标；S2、定义3
‑
PRRU并联机器人的全域承载性能评价指标，此全域承载性能评价指标包括全域最大承载力方差评价指标和全域最小承载力方差评价指标；S3、定义3
‑
PRRU并联机器人的全域刚度性能评价指标，此全域刚度性能评价指标包括全域最大刚度方差评价指标和全域最小刚度方差评价指标。2.根据权利要求1所述的3
‑
PRRU并联机器人的性能评价方法，其特征在于，所述全域最大速度方差评价指标为：所述全域最小速度方差评价指标为：其中，||V
max
||和||V
min
||分别为机器人的最大速度评价指标和最小速度评价指标；η
Vmax
和η
Vmin
分别为全域最大速度评价指标和全域最小速度评价指标；W表示并联机器人的工作空间。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张铁，曹亚超，
申请(专利权)人：中山市华南理工大学现代产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：