1、依據(jù)自動化生產(chǎn)在醫(yī)療、飲食、消費品的發(fā)展要求，本文在傳統(tǒng)Delta機器人的基礎(chǔ)上研制了Tripod并聯(lián)機器人，該新型并聯(lián)機器人相比傳統(tǒng)的DELTA機器人，驅(qū)動方式由旋轉(zhuǎn)式改為直線式，這種機器人具有負載能力強、剛度大、精度高、速度快等特點，可以更廣泛的用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。但是該類并聯(lián)機器人還存在運動學(xué)、動力學(xué)模型、工作空間、尺寸優(yōu)化、軌跡優(yōu)化等方面研究較少，理論模型與優(yōu)化方案研究較少的問題。
　　針對這些不足，本文以Tripod并聯(lián)機

2、器人為研究對象，建立幾何模型，通過矢量法與虛功原理對并聯(lián)機器人的運動學(xué)與動力學(xué)進行分析建模，在考慮奇異性與虎克鉸限制的基礎(chǔ)上，通過極坐標搜索法求解該并聯(lián)機器人的工作空間，并且分析了各個參數(shù)對工作空間的影響趨勢。在深入開展理論分析的基礎(chǔ)上，對Tripod的工作空間利用率指標、靈巧度指標、剛度性能指標、動力學(xué)性能指標進行全局化，提出了一種加權(quán)求和的多目標優(yōu)化函數(shù)。通過負載試驗與工作空間掃描試驗對機器人的運動學(xué)、動力學(xué)與搜索法得到的工作空間理

3、論模型進行驗證。本文的具體研究內(nèi)容包括：
　?。?）運動學(xué)以及動力學(xué)模型的建立。簡化并建立Tripod并聯(lián)機器人的幾何模型，求解其自由度，運用矢量法結(jié)合桿長的幾何約束得到Tripod并聯(lián)機器人的運動學(xué)逆解與運動學(xué)正解，對其求導(dǎo)得到其速度模型以及加速度模型，通過虛功原理，分析機械系統(tǒng)中各個運動部件在虛位移下所受的廣義力，推導(dǎo)出剛體逆動力學(xué)模型。
　　（2）工作空間及其奇異性分析。通過分析研究運動學(xué)逆解，求解該模型的速度雅克比矩

4、陣，通過速度雅克比矩陣分析該機器人的奇異行位，并對幾種情況下機器人的奇異性進行分析，并且對可能出現(xiàn)的奇異情況進行規(guī)避。通過極坐標搜索法結(jié)合虎克鉸幾何約束求解機器人的工作空間，并且通過改變結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法，研究機器人的各個結(jié)構(gòu)參數(shù)對工作空間大小與形狀的影響趨勢。
　?。?）結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化分析。研究影響機器人性能的運動學(xué)、動力學(xué)、剛度以及空間利用率的指標參數(shù)，并且推導(dǎo)出這些指標的公式，求解出運動學(xué)、動力學(xué)、剛度特性與空間利用率基于工作空間

5、的全局指標，以全局指標的大小作為篩選標準。采用多目標優(yōu)化的方法，對這些指標進行加權(quán)優(yōu)化，對機器人的尺寸進行全局優(yōu)化篩選排序，挑選出綜合性能最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并且與原始參數(shù)進行對比。
　　（4）模型的仿真與試驗驗證。通過Adams與Matlab的聯(lián)合仿真，對之前推導(dǎo)的運動學(xué)正逆解、速度與加速度模型進行對比驗證。通過激光跟蹤儀對工作空間邊界點進行測試，與通過極坐標搜索法得到的工作空間進行相同 Z平面下的邊界點對比驗證；通過負載特性試驗對