新型4自由度并联机器人装置设计

㈠ 设计一个四自由度焊接机器人需要考虑哪些因素

1.算法
如何识别焊接点，以及机器人的运动姿态如何精准去控制，这需要一个闭环控制系统，推荐使用摄像头识别，然后根据实际焊接的应用场景设计对应的算法。这就涉及处理器的处理能力，所以需要选择高性能而且实时性高的处理器。
2.机器人材料选择
如果是应用在工业场景，这些材料必须满足工业的各种环境等等，如果考虑大批量生产该机器人还需要考虑开模等成本控制。

以上略提两点，关键是搞清楚实际该机器人的用途和意图。

㈡ 并联机器人的相关

1978年，Hunt首次提出把六自由度并联机构作为机器人操作器，由此拉开并联机器人研究的序幕，但在随后的近10年里，并联机器人研究似乎停滞不前。直到80年代末90年代初，并联机器人才引起了广泛注意，成为国际研究的热点。
在国内，燕山大学教授黄真教授在1991年研制出我国第一台六自由度并联机器人样机(图1-5)，在1994年研制出一台柔性铰链并联式六自由度机器人误差补偿器，在1997年出版了我国第一部关于并联机器人理论及技术的专著，2006年又出版了《高等空间机构学》。
黄真，男，汉族，1936年2月出生，江苏宜兴人，教授，1959年毕业于哈尔滨工业大学机械工艺专业，现任燕山大学教授,博士生导师。
他是我国最早的一位从事并联机器人研究的学者，也是该领域的最著名的学者。他多次参加国际学术活动，在国际上已有较大的影响，特别是在2004年举行有44个国家500多名学者参加的国际机器和机构学学会国际学术年会第11届大会上，他为6个中心发言人之一。
他主要从事机器人学、和并联机器人机械学等方面的研究工作。多年来，先后承担国家自然科学基金项目9项，国家863项目3项，国家科技攻关等项目共计20余项。已在国内外发表论文280余篇，其中国际著名杂志《Mechanism and Machine Theory》、《International Journal of Robotics Research》, 《Journal of Robotic Systems》，《ASME Journal of Mechanical Design》发表30余篇；ASME、IEEE等国际会议发表论文50余篇；《中国科学》及国内一级学术杂志《机械工程学报》、《中国机械工程》、等发表论文40余篇。其中129篇次被三大索引（SCI－33、EI－88和ISTP－8）收录，他引总共369次。出版专著《空间机构学》（1991年）和《并联机器人机构学理论及控制》（1997年），后者被审定为“全国高技术重点图书”。今年他的专著《高等空间机构学》又被教育部审定为全国研究生指定教材，已于2006年6月出版。
他的研究成果已获国家教育部科自然科学1等奖2项，河北省科技进步1等奖2项等科技奖励共计16项。目前，作为课题主要负责人主持国家自然科学基金等项目2项及河北省高层次特别优秀人才支持计划。
黄真教授治学严谨、知识渊博、诲人不倦，直到现在的近70岁的高龄仍旧奋战在科学研究的第一线。黄真教授在工作中他多次受到党和政府的表彰，多次被评为省管优秀专家。并多次获秦皇岛市劳动模范、河北省劳动模范和原机械工业部劳动模范等光荣称号。 螺旋理论

㈢ 并联机器人的并联机构

1965 年，德国Stewart 发明了六自由度并联机构，并作为飞行模拟器用于训练飞行员。1978年澳大利亚著名机构学教授Hunt提出将并联机构用于机器人手臂。
并联机构的特点：
（1）与串联机构相比刚度大，结构稳定；
（2）承载能力大;
（3）微动精度高;
（4）运动负荷小;
（5）在位置求解上，串联机构正解容易，但反解十分困难，而并联机构正解困难反解却非常容易。
由于机器人在线实时计算是要计算反解的，这对串联式十分不利，而并联式却容易实现。 从运动形式来看，并联机构可分为平面机构和空间机构；细分可分为平面移动机构、平面移动转动机构、空间纯移动机构、空间纯转动机构和空间混合运动机构,
另可按并联机构的自由度数分类：
（1 ）2 自由度并联机构。
2 自由度并联机构，如5-R、3-R-2-P（R 表示转动副，P 表示移动副）平面5杆机构是最典型的2自由度并联机构，这类机构一般具有2 个移动运动。
（2 ）3 自由度并联机构。
3 自由度并联机构各类较多，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、3-RPR 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-RRR 球面机构、3-UPS-1-S 球面机构，3-RRR 球面机构所有运动副的轴线汇交空间一点，这点称为机构的中心，而3-UPS-1-S 球面机构则以S的中心点为机构的中心，机构上的所有点的运动都是绕该点的转动运动；3 维纯移动机构，如Star Like 并联机构、Tsai 并联机构和DELTA 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，如典型的3-RPS 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最显著的特点，由于这种特殊的运动特性，阻碍了该类机构在实际中的广泛应用；还有一类是增加辅助杆件和运动副的空间机构，如德国汉诺威大学研制的并联机床采用的3-UPS-1-PU 球坐标式3 自由度并联机构，由于辅助杆件和运动副的制约，使得该机构的运动平台具有1 个移动和2 个转动的运动（也可以说是3个移动运动）。
（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，如2-UPS-1-RRRR 机构，运动平台通过3 个支链与定平台相连，有2个运动链是相同的，各具有1 个虎克铰U ，1 个移动副P ，其中P 和1 个R 是驱动副，因此这种机构不是完全并联机构。
（4 ）5 自由度并联机构。
现有的5 自由度并联机构结构复杂，如韩国Lee的5自由度并联机构具有双层结构（2 个并联机构的结合）。
（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，是国内外学者研究得最多的并联机构，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。从完全并联的角度出发，这类机构必须具有6个运动链。但现有的并联机构中，也有拥有3 个运动链的6 自由度并联机构，如3-PRPS 和3-URS 等机构，还有在3 个分支的每个分支上附加1个5杆机构作这驱动机构的6自由度并联机构等。

㈣ 郭盛的发明专利

1.郭盛,方跃法. 转动副非过约束四自由度并联机器人机构
2.郭盛,方跃法.齿轮齿条副非过约束四自由度并联机器人机构
3.郭盛,曲海波,方跃法.内置并联机构型电厂落煤斗防堵装置
4.郭盛,方跃法.一种射流雾化可调双功能喷头，实用新型专利
5.郭盛,方跃法.一种降尘用可转向降尘喷枪保温箱，实用新型专利
6.郭盛,曾强,曲海波,雷磊.一种落煤斗防堵装置, 发明专利
7.郭盛,方跃法,岳聪,曲海波.混联型落煤斗防堵装置, 发明专利
8.郭盛,曲海波,方跃法.用于姿态调整的三自由度并联机构,发明专利
9.郭盛,王乃玥,陈欢.一种可变形两足步行机，发明专利
10.郭盛,曲海波,曾强.一种无动力自驱动型落煤斗防堵装置，发明专利
11.陈晟,郭盛等. 一种可拆卸快速逃生的合页装置，实用新型专利

㈤ 并联机器人的背景应用

并联机构的出现可以回溯至20世纪30年代。
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（图1）；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（图2）；之后，Gough在1962年发明了一种基于并联机构的六自由度轮胎检测装置（图3）；三年后，Stewart首次对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最广的并联机构，被称为Gough-Stewart机构或Stewart机构（图4）。 图1 图2 图3 图4 应用方面：
（1）运动模拟器 （2）并联机床
（3）微操作机器人
（4）力传感器
其他：军事领域中的潜艇、坦克驾驶运动模拟器，下一代战斗机的矢量喷管、潜艇及空间飞行器的对接装置、姿态控制器等；生物医学工程中的细胞操作机器人、可实现细胞的注射和分割；微外科手术机器人；大型射电天文望远镜的姿态调整装置；混联装备等，如SMT公司的Tricept混联机械手模块是基于并联机构单元的模块化设计的成功典范。

㈥ 什么是并联机器人

六轴并联机器人简介：
六轴并联机器人具有灵活性强、精度高、刚性强等特点，具有6个自由度，具备手动拖拽示教功能，并支持视觉识别功能。满足大多数精密度高的复杂作业，应用于装配、组装、搬运、上下料、分拣、打磨、雕刻等领域kate004。

㈦ 郭盛的学术成果

期刊论文：
1. Guo sheng Fang yuefa, Qu haibo, Type synthesis of Non-overconstrained parallel mechanisms based on screw theory, Robotica, 2011, Received.
2．郭盛,方跃法.基于螺旋理论的单闭环多自由度过约束机构综合,机械工程学报,2009，45(11): 38-45
3. 郭盛,方跃法.基于等效并联机构的四足步行机器人运动分析,高技术通讯,2009,19(4)
4. 郭盛,方跃法.单闭环一自由度过约束机构解析综合,中国机械工程,2009,20(4):383-388
5. 张克涛,方跃法,郭盛.新型3自由度并联机构的设计与分析，机械工程学报，2009，45(1):68-72
6. 郭盛,方跃法.可实现空间取放作业的4自由度并联机器人机构综合,机器人,2007,29(5): 417-422
7. 郭盛,方跃法,房海蓉.非过约束五自由度并联机构存在性问题的解析判定,中国机械工程, 2007,28(22):2647-2651
8. 郭盛,方跃法.避免平台奇异的三自由度平动并联机器人设计方法,兵工学报,2007,28（8）: 975-980
9. Fang Hairong, Fang Yuefa, Guo Sheng. Structure Synthesis of 4-DOF Parallel Robot Mechanisms Based on The Screw Theory，Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2004,17(4):486-489
10. 房海蓉,方跃法,郭盛.四自由度对称并联机器人结构综合的方法研究，北京航空航天大学学报,2005, 31(3):346-350
11. 郭盛,方跃法.并联机器人机构综合方法比较研究,北方交通大学学报,2007,31(1): 41-45
12.郭盛,方跃法.用于姿态调节的并联机器人设计方法,兵工学报,2005,26(5):656-660
13.郭盛,方跃法.避免设计位形下发生平台奇异的三自由度转动并联机器人设计方法,中国机械工程,2005,16(1):8-11
14.郭盛,方跃法.一种可以实现救援对接的四自由度并联机器人设计方法,中国安全科学学报,2004,14(8):22-24
15.郭盛,方跃法.5自由度并联机器人设计方法,机器人,2004,26(3):241-245
16.郭盛,方跃法.利用吴方法求解3自由度并联机器人位置正解,北方交通大学学报,2004, 28(1):84-86

㈧ 丁华锋的科研信息

复杂机械装备运动学、动力学和控制
数字样机与虚拟现实
机电一体化技术
新型机械装备创新设计 国家自然科学基金资助项目(No. 50905155)，2010.1~2012.12，主持
河北省自然科学基金资助项目(No. E2010001266)，2010.1~2012.12，主持。
教育部高等学校博士学科点专项科研基金 (No.20091333120006)，2010.1~2012.12，主持。
河北省百名优秀创新人才支持计划 (No.CPRC017)，2010.1~2012.12，主持。
国家高技术863项目，(No. 2009AA04Z201)，2009~2012，主研
第一批中国博士后科学基金特别资助项目 (No.200801271)，2008~2010，主持
中国博士后科学基金一等资助项目 (No.20080430122)，2008~2009，主持
国家自然科学基金资助项目“运动链新拓扑理论和对应有特点的数据库建立机理研究”(No.50575197)，2006.1~2008.12，25万，第1主研人。
燕山大学博士后基金项目，2008~2009，主持
燕山大学博士基金项目“机构概念设计自动实现关键技术研究”B294，2007~2010，主持。
河北省高层次特别优秀人才支持计划，2003-2008, 60万，主要参加人。
国家自然科学基金资助项目“数目为4和5的少自由度并联机器人机构性质研究”(No.50275129)，2003.1~2005.12，20万，主要参加人。
国家自然科学基金项目“少自由度并联机器人及虚轴机床的机型构造理论及其综合”(No.50075074), 2001.1~2003.12, 18万，主要参加人。
第十四届全国机构学学术研讨会曁第二届海峡两岸机构学学术交流会大会优秀论文奖。
2008年度燕山大学优秀博士学位论文一等奖
2009年度河北省优秀博士学位论文奖
2009年11月德国“洪堡学者”。（德国洪堡基金会）
2010年“全国优秀博士学位论文提名论文”奖。（教育部）

㈨ 郭盛的科研项目

1：主持国家自然科学基金项目
基于数理逻辑的空间多环机构型综合方法研究，2010－2013，
2：主持中央高校基本科研业务费专项
高可靠性特种操作机构设计理论及方法研究，2011－2013，
3：主持“北京交通大学红果园双百人才计划”专项基金，
4：主持横向合作项目“悬浮式物料输送系统技术开发”2010－2013，
5：主持中国博士后科学基金
32934，并联机器人机构运动精度及运动特性关键技术研究，2006－2008，
6：主持北京交通大学校基金
2007XM039，内置并联机构型电厂落煤斗防堵装置研究 2008－2010，
7：主持北京交通大学人才基金
2007RC027，少自由度并联机构运动特性强健性分析，2007－2009，
8：主持北京交大创新科技中心，旋转驱动机构模拟器研制，2009－2011，
9：主持横向合作项目
神华集团准能公司哈尔乌素选煤厂粉尘综合治理自动监测项目，2006－2008，
10：主持横向合作项目
陕西德源府谷能源有限公司输煤系统粉尘综合治理自动监测项目，2008－2010，
11：参与国家自然科学基金（排名第二）
少自由度并联机器人真实运动研究，2006－2009，
12：参与教育部博士点基金（排名第二）
装配误差对并联机器人运动特性影响的分析，2005－2008，
13：参与教育部博士点基金（排名第二）
,面向重载高安全性的特种冗余机构设计理论及方法研究，2010-2013
14：参与国家自然科学基金（排名第三）
对称结构的非过约束4自由度和5自由度并联机器人机构综合研究方法，2003－2006，
15：参与台湾国科会基金（博士后）
具耦合特性变转速伺服冲床机构的整合设计,2005-2006

㈩ 4.工业机器人系统是一种集硬件与软件于一体的新型 。硬件涉及 与 。软件则是

工业抄机器人系统是一种集硬件和软件于一体，硬件涉及伺服电机、伺服控制器、轴控制单元、比例阀、稳压阀以及计量泵等；而软件则是专业软件，比如DURR系列为3D-onsite\Intouch\Eco-Screen等，ABB系列则为Rob-studio等。