14個平行操縱器
機器人操縱器首先是由機械係統出現的，該機械係統由由旋轉或翻譯關節結合的非常牢固的鏈接組成的結構組成，前者稱為Revolutes，後者是後者的棱鏡關節。此外，這些結構是鏈接的串聯，從而形成一個開放的運動鏈，每個鏈接都耦合到前任和繼任者，除了兩個末端鏈接，這些鏈接僅與前任或繼任者耦合，但不耦合二者皆是。由於這種類型的操縱器中鏈路耦合的序列性質，即使它們提供了結構可靠的鏈接，但與其他多亞Xis機器中的相同特性相比，它們的負載能力和剛度太低，例如NC機床。顯然，較低的剛度意味著較低的定位精度。為了解決這些缺點，已經提出了並行操縱器，以承受更高的有效載荷和較輕的鏈接。在平行操縱器中，我們區分一個基本平台，一個移動平台和各種腿。反過來，每條腿都是串行類型的運動鏈，其最終鏈接是兩個平台。與串行操縱器相反，它們的所有關節都被驅動，平行的操縱器包含未發動的關節，這在兩種類型之間帶來了實質性差異。ob体育赛事 The presence of unactuated joints makes the analysis of parallel manipulators, in general, more complex than that of their serial counterparts.
如圖1.5所示，平行操縱器的範式是飛行模擬器，該飛行模擬器由六腿組成，由液壓活塞驅動。最近，在洛桑聯邦聯邦理工學院（Lausanne Federal Polytechnic Institute）開發的旨在快速組裝操作的新穎設計的爆炸爆炸是針對快速組裝操作（即三角洲機器人（Clavel，1988），如圖1.6所示；Hexa機器人（Pierrot等，1991）在蒙彼利埃大學開發；以及《星際機器人》（Herve and Sparacino，1992年），在巴黎的Ecole Centrale開發。平行操縱器的另一個例子是在多倫多大學航空航天研究所（UTIAS）開發的桁架臂，如圖1.7a所示（Hughes等，1991）。Merlet（2000），《法國Sophia-Antipolis》的Informatique et Automatique Informatique En Informatique En Informatique et en Informatique et En Automatique，法國，開發了一個六軸平行機器人，在法語中稱為Main Gauche或左手，如圖1.7b所示，如圖1.7b所示，用於可以用作可能串行類型的另一個機器人的幫助，以增強其靈巧性。麥吉爾大學（McGill University）的海沃德（Hayward）設計並構建了一個平行的操縱器，以用作定向任務的肩部模塊（Hayward，1994）；該模塊是用於三級自由運動運動的，但配備了四個液壓執行器，這使其具有冗餘的驅動-FIG。1.7C。
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- 圖1.6。Clavel Delta機器人。
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- 圖1.7。平行操縱器的樣本：（a）UTIAS trussarm（由P. C. Hughes教授提供）；（b）Merlet左手（由J.-P。Merlet博士提供）；（c）海沃德肩部模塊（由V. Hayward教授提供。）
如上所述，手可以認為是人類操縱係統中最複雜的機械子係統。構成該係統的其他機械子係統是ARM和前臂。此外，將手臂與軀幹耦合的肩膀可以被視為球形接頭，即，三個旋轉接頭與相交軸的串聯。此外，手臂和前臂通過肘部耦合，前臂和手終於用手腕耦合。通常，手腕也將其建模為球形連接，而肘部則以簡單的旋轉接頭進行建模。模仿手臂和前臂運動的機器人機械係統構成了上一節中討論的操縱器。在這裏，我們概述了旨在產生人手動作的更複雜的操縱係統，即機器人機械手。這些機器人係統旨在執行操縱任務，在簡單的操作和敏銳的操縱之間做出區別。前者的含義是最簡單的形式，其中手指扮演的角色很小，即作為簡單的靜態結構，使物體緊密地固定在手掌上時，當手掌被視為剛性時，。與簡單的操作相反，敏感的操作涉及相對於手掌的受控運動。 Simple manipulation can be achieved with the aid of a manipulator and a gripper, and need not be further discussed here. The discussion here is about dextrous manipulation.
在敏捷的操縱中，需要抓握的物體以相對於握住手的手掌移動。這種操縱出現在執行需要高度準確性的任務中，例如用手術刀進行手寫或切割組織。通常，握住手是多重的，盡管存在一些由簡單，開放，高度冗餘的運動鏈構成的握把的設備（Pettinato和Stephanou，1989）。在第4章中討論了握把運動學的運動學。因此，從運動角度來看，多指紋的手具有樹拓撲，即，它需要一個常見的剛體，手掌和一組從棕櫚中散發出來的連接物體。用所有手指抓住一個物體後，鏈條用多個循環封閉。此外，手指的結構是簡單的操縱器。它由一個數字（四到四個）組成，扮演了反複耦合的鏈接。但是，與串行類型的操縱器不同，其關節都是獨立驅動的，機械手指的串行類型不是，在許多情況下，它不是由一個單一的主執行器驅動的，其餘的關節充當奴隸。存在許多版本的多重手指：Stanford/JPL； Utah/MIT; TU Munich; Karlsruhe; Bologna; Leuven; Milan; Belgrade; and University of Toronto, among
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- 圖1.8。四指液壓驅動的tu慕尼黑手（由F. Pfeiffer教授提供）。
其他的。其中，猶他州/麻省理工學院的手（Jacobsen等，1984; 1986）在市售。它由四個手指組成，其中之一與其他三個手指相反，因此扮演了人類拇指的角色。每隻手指又由四個尾部組成，並由revolute關節結合；這些中的每一個都是由兩個肌腱驅動的，這些肌腱隻能在張力時能夠釋放力，每個肌腱獨立驅動。圖1.8所示的Tu慕尼黑手是設計了四個相同的手指在手掌上的四個相同的手指。這隻手是在液壓下驅動的，並具有很高的有效載荷比率。實際上，每個手指的重量僅為1.470 N，但可以發揮高達30 N的力。
我們概述了敏捷手領域的一些問題和研究趨勢。這裏的關鍵問題是手指動作的編程，這比六軸操縱器的編程要複雜得多。在這方麵，Liu等人。（1989）引入了一種任務分析方法，旨在在更高級別上編程機器人手動運動。他們使用一種啟發式，基於知識的方法。通過對各種掌握模式的分析，他們得出結論，掌握任務的要求是（i）穩定性，（ii）可操作性，（iii）扭轉性和（iv）徑向旋轉性。穩定性被定義為對物體在幹擾後返回其原始位置的趨勢的度量。如在這種情況下所理解的那樣，Manipu的態度是在使手指與物體接觸的同時向物體傳遞運動的能力。torquabi lity或切向旋轉性是旋轉物體長軸的能力 - 在此，作者必須假設操縱物體是凸的，並且可以通過三軸橢圓形近似，從而區分最長和最短的軸- 最低力，用於規定的扭矩。最後，徑向旋轉性是在軸線周圍最小扭矩的長軸周圍旋轉抓緊物體的能力。ob体育赛事
此外，Allen等人。（1989年）引入了一個集成的硬件和軟件的集成係統，以進行敏銳的操作。該係統由一個帶有Val-II的PUMA 500 ARM的Sun-3工作站組成。猶他州/麻省理工學院的手安裝在手臂的最終效果下。該係統將力和位置傳感器與手臂和手的控製命令集成在一起。為了證明其係統的有效性，作者實施了一項任務，該任務包括從其插座上卸下燈泡。最後，Rus（1992）報告了一個範式，允許對平麵手的高級，麵向任務的操縱控製。盡管靈巧操縱的技術方麵是高度先進的，但在該領域仍在研究理論方麵。Reynaerts（1995）給出了一項廣泛的文獻調查，其中有405個有關操縱主題的參考。
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