一种2-RPR串联机器人的参数优化设计方法及设备技术

本发明专利技术属于机器人结构设计相关技术领域，其公开了一种2‑RPR串联机器人的参数优化设计方法及设备，步骤为：(1)将2‑RPR串联机器人的二关节处坐标点、电动缸下铰点、两个极限位置对应的电动缸上铰点依次连线以得到机器人的障碍空间；机器人的障碍空间为机器人末端在理论上能到达且在实际使用中不允许到达的电动缸运动区域；(2)判断机器人的工作空间是否包络机器人的目标工作空间，进而判断机器人的目标工作空间与机器人的障碍空间是否重合，根据两个判断结果来确定系数k；(3)采用遗传算法对2‑RPR串联机器人的连杆参数及支链参数进行优化。本发明专利技术得到了在工作空间满足需求的前提下，连杆长度更优、支链布置更优的机器人设计参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人结构设计相关，更具体地，涉及一种2-rpr串联机器人的参数优化设计方法及设备。

技术介绍

1、机器人工作空间的大小主要是由机器人工作需求决定的，对于串联机器人来说在工作空间满足实际需求的情况下，进行机器人参数优化能够提高机器人的空间可达性，使机器人结构更加紧凑，减轻机器人的重量，降低制造成本。而优化后的工作空间利用率更高，更贴合实际工作需求。

2、2024年，伞红军等人对delta并联机器人进行了参数优化设计，通过建立包络惩罚函数，采用多元非线性拟合与线性加权组合法得到运动学性能评价函数，结合条件数分布特性和失真约束条件建立优化模型，利用遗传算法进行优化。相较于优化前，优化后可达工作空间体积减小14.26％。2024年，许辰雨等人对新型4rpur并联机器人使用woa算法进行了参数尺寸综合优化，使工作空间边界光滑、对称分布。2024年，李振等使用粒子群算法对并联机器腿主要结构参数开展了优化研究，优化后的机械腿工作空间体积增大了69.83％。2014年甘屹等人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参数进行优化本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种2-RPR串联机器人的参数优化设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的2-RPR串联机器人的参数优化设计方法，其特征在于：若机器人的工作空间包络机器人的目标工作空间，且机器人的目标工作空间与机器人的障碍空间不重合，则确定系数k为1；否则确定系数k为1.5。

3.如权利要求1所述的2-RPR串联机器人的参数优化设计方法，其特征在于：判断机器人的工作空间是否包络机器人的目标工作空间时，截取机器人工作空间中Y＝0、Z＝d1和Z＝d2这三个平面进行判断即可。

4.如权利要求3所述的2-RPR串联机器人的参数优化设计方法，其特征...

【技术特征摘要】

1.一种2-rpr串联机器人的参数优化设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的2-rpr串联机器人的参数优化设计方法，其特征在于：若机器人的工作空间包络机器人的目标工作空间，且机器人的目标工作空间与机器人的障碍空间不重合，则确定系数k为1；否则确定系数k为1.5。

3.如权利要求1所述的2-rpr串联机器人的参数优化设计方法，其特征在于：判断机器人的工作空间是否包络机器人的目标工作空间时，截取机器人工作空间中y＝0、z＝d1和z＝d2这三个平面进行判断即可。

4.如权利要求3所述的2-rpr串联机器人的参数优化设计方法，其特征在于：对于y＝0截面：从截面最右端的点出发，即x坐标最大的点xmax，记录该点坐标为(xmax,z0)，接着在z坐标在范围(z0-h/2,z0+h/2)且x坐标小于xmax-l/2内工作空间所有点中寻找x坐标最大的点，记录该点的x坐标的值x0，此时就确定了目标工作空间在该截面的最佳位置，四个顶点的坐标分别是a(x0,z0+h/2)，b(x0,z0-h/2),c(x0+l,z0-h/2),d(x0+l,z0+h/2)，由于ab两点的横坐标的值是工作空间左边轮廓凹点的横坐标值，因此ab形成的线段必定包含在机器人工作空间内，而cd两点则需要进行判断，寻找横坐标为x0+l/2下的工作空间的点的纵坐标是否同时存在小于c点纵坐标和大于d点纵坐标的点，若均存在点满足要求，说明cd形成的线段也必定包含在机器人工作空间内，这就意味着由abcd四点形成的矩形包含在机器人工作空间内。

5.如权利要求4所述的2-rpr串联机器人的参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛世豪，梁浩鹏，钟鸣，唐小卫，闫蓉，彭芳瑜，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：