本文结合一种平面3-RRR并联机器人的研制,对其运动学、静力学和动力学问题进行了全面的研究。首先根据机器人的运动约束条件建立了其运动学模型,进行了位姿反解、正解,并用几何法确定了其工作空间;利用雅可比矩阵的概念建立了输入输出速度之间的关系,在此基础上提出了位姿反解的唯一性规定和位姿正解的区域搜索法,消除了位姿反解过程中产生的复解问题,也使位姿正解更简单而全面。 论文随后提出了奇异点阈值的概念,利用此概念进行机器人位姿的奇异性判断,并利用Matlab仿真软件将奇异点在工作空间内的分布情况可视化、直观化。运用雅可比矩阵的条件数指标对机器人在工作空间内的精度性能进行了衡量,并提出了雅可比矩阵的2-范数指标,以衡量并联机器人运动精度对输入误差的敏感程度。文章还建立了结构参数误差模型,提出了结构参数的识别算法,以消除结构参数误差对机器人精度的影响。 论文还提出了PC机计算生成运动数据、单片机根据数据执行控制的合理的并联机器人运动控制方案,这种方案具有计算速度快、结果直观而形象等特点,且微控制器的重新编程容易,使系统具有较好的柔性。GUI的使用则使运动的模拟和数据的生成更加便利,界面也更为友善。 最后,以平面3-RRR并联机器人的性能研究和系统研制为基础,文章根据条件数指标,对并联微动工作台进行了结构优化设计,使之满足各项同性要求,从而确定了微动台的理论精度。此外,还对微动台的运动控制方案给出了建议,为并联微动台的成功研制奠定基础。