RO127277A2 - Method and modules for reconfiguration of parallel robots - Google Patents
Method and modules for reconfiguration of parallel robots Download PDFInfo
- Publication number
- RO127277A2 RO127277A2 ROA201000887A RO201000887A RO127277A2 RO 127277 A2 RO127277 A2 RO 127277A2 RO A201000887 A ROA201000887 A RO A201000887A RO 201000887 A RO201000887 A RO 201000887A RO 127277 A2 RO127277 A2 RO 127277A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- chains
- type
- kinematic
- joint
- robot
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Invenția se referă la o metoda de obținere prin reconfigurare a unui sistem de roboti paraleli cu diverse grade de mobilitate și respectiv la elemente tipizate și modularizate necesare acestei reconfigurări.The invention relates to a method of obtaining by reconfiguration of a system of parallel robots with different degrees of mobility and respectively to the typical and modularized elements necessary for this reconfiguration.
Roboții paraleli au o platformă fixă și o platformă mobilă, cele două platforme fiind conectate printr-un număr de lanțuri cinematice identice sau diferite. în funcție de numărul lanțurilor cinematice, de numărul și tipul cuplelor active și pasive s-au dezvoltat o gamă largă de roboți paraleli având diverse grade de mobilitate. Alegerea unei anumite structuri, cu un anumit număr de grade de mobilitate se face și în funcție de specificul aplicației pe care o va deservi robotul.Parallel robots have a fixed platform and a mobile platform, the two platforms being connected through a number of identical or different kinetic chains. Depending on the number of kinetic chains, the number and type of active and passive couples, a wide range of parallel robots with varying degrees of mobility have been developed. The choice of a certain structure, with a certain number of degrees of mobility is also made according to the specificity of the application that the robot will serve.
Proiectarea și realizarea structurii dorite a unui robot paralel prezintă dezavantaje legate de particularitățile fiecărei structuri, de faptul că fiecare structură conține elemente proprii.The design and realization of the desired structure of a parallel robot presents disadvantages related to the particularities of each structure, because each structure contains its own elements.
De asemenea, sunt cunoscute metode de realizare a unor structuri reconfigurabile de roboți paraleli care utilizează lanțuri cinematice și legături modularizate care permit configurarea și reconfigurarea robotului. Dezavantajul metodelor cunoscute este dat de faptul că permit numai realizarea unei game restrânse de roboti și că, în unele cazuri, necesită elemente specifice structurii. Un alt dezavantaj al metodelor cunoscute este dat de faptul că nu oferă un algoritm pe baza căruia să se aleagă modulele în funcție de structura dorită.Also, there are known methods of realizing reconfigurable structures of parallel robots that use kinematic chains and modularized links that allow the configuration and reconfiguration of the robot. The disadvantage of the known methods is due to the fact that they allow only a limited range of robots and, in some cases, they require structure-specific elements. Another disadvantage of the known methods is that it does not offer an algorithm on which to choose the modules according to the desired structure.
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unui sistem de roboti paraleli reconfigurabili prin utilizarea unei metode de generare a schemelor cinematice ale acestor roboti și prin folosirea unor elementele constructive tipizate care fac posibilă reconfigurarea structurilor.The technical problem that the invention solves consists in the realization of a system of reconfigurable parallel robots by using a method of generating the kinematic schemes of these robots and by using typical constructive elements that make it possible to reconfigure the structures.
Metoda de generare a schemelor cinematice oferă un sistem de relații și un algoritm de generare a topologiei robotului care se bazează pe două tipuri de module de bază.The method of generating the kinematic schemes offers a system of relations and an algorithm for generating the topology of the robot which is based on two types of basic modules.
Pentru a realiza structuri reconfigurabile se utilizează două tipuri de lanțuri cinematice:Two types of kinematic chains are used to create reconfigurable structures:
^2010-00887--^ 2010-00887--
4 -09- 20104 -09- 2010
- lanț cinematic denumit SPU (Sfera - Prismatic - Universal) care este alcătuit dintr-o articulație sferică, o articulație prismatică având rol de cuplă motoare și respectiv o articulație universală, de tip cruce cardanică.- kinematic chain called SPU (Sphere - Prismatic - Universal) which is composed of a spherical joint, a prismatic joint having the role of torque motors and respectively a universal joint, of cardan cross type.
- lanț cinematic denumit SPR (Sferica -Prismatic -Rotațional) care este alcătuit dintre-o articulație sferică, o articulație prismatică și respectiv o articulație de rotație.- kinematic chain called SPR (Spherical-Prismatic-Rotational) which is composed of a spherical joint, a prismatic joint and a rotating joint respectively.
Pentru determinarea variantelor topologice ale sistemului de roboti paraleli reconfigurabili cu actuatori verticali se iau în considerare următoarele ipoteze:In determining the topological variants of the system of parallel robots reconfigurable with vertical actuators, the following hypotheses are considered:
a) fiecare robot are o platforma fixă și cel mult o platformă mobilă;a) each robot has a fixed platform and at most one mobile platform;
b) platforma mobilă este conectată la platforma fixă numai cu lanțuri cinematice de tipul SPR sau / și SPU;b) the mobile platform is connected to the fixed platform only with kinematic chains of the type SPR and / or SPU;
c) numărul lanțurilor cinematice de tipul SPU se notează cu a;c) the number of kinetic chains of the SPU type is noted with a;
d) numărul lanțurilor cinematice de tipul SPR se notează cu b;d) the number of SPR-type kinetic chains is noted with b;
e) toate articulațiile prismatice sunt active (motoare).e) all prismatic joints are active (motors).
Gradul de mobilitate al unui robot paralel ale cărui elemente nu sunt supuse la constrângeri geometrice comune se calculează cu relația:The degree of mobility of a parallel robot whose elements are not subject to common geometrical constraints is calculated by the relation:
M = 6n-SC5-4C4-3C3-2C2-C1 (1) unde: M este gradul de mobilitate al robotului, n - numărul elementelor mobile ale robotului,M = 6n-SC5-4C4-3C3-2C2-C1 (1) where: M is the degree of mobility of the robot, n - the number of movable elements of the robot,
Ci, (i=l ,5) - numărul articulațiilor care permit (6-i) mișcări.Ci, (i = l, 5) - the number of joints that allow (6-i) movements.
Se observa ca:It is observed that:
010-00887-2 ‘t -09- 2010010-00887-2 't -09- 2010
C2 = CI = O iC2 = CI = O i
înlocuind relațiile (3),... (7) în relația (1) rezultă:replacing relations (3), ... (7) in relation (1) results:
(7)(7)
M=6-b, (8)M = 6-b, (8)
Se observa de asemenea că:It was also observed that:
(9)(9)
Din relațiile (8) și (9) rezultă:From relations (8) and (9) it follows:
a=0, b=3,M=3, a=2, b=2, M—4, (10) (H)a = 0, b = 3, M = 3, a = 2, b = 2, M-4, (10) (H)
Relațiile (10) definesc topologic robotul paralel reconfigurabil cu trei grade de mobilitate, format dintr-o platformă fixă , o platformă mobilă și trei lanțuri cinematice de tipul SPR (b=3).Relationships (10) define topologically the reconfigurable parallel robot with three degrees of mobility, consisting of a fixed platform, a mobile platform and three kinematic chains of the SPR type (b = 3).
^-2 0 1 0 - 0 0 8 8 7 -2 4 -09- 2010 ku^ -2 0 1 0 - 0 0 8 8 7 -2 4 -09- 2010 ku
Relațiile (11) definesc topologic robotul paralel reconfigurabil cu patru grade de mobilitate, format dintr-o platformă fixă, o platformă mobilă, două lanțuri cinematice de tipul SPU (a=2) și două lanțuri cinematice de tipul SPR (b=2).Relationships (11) define topologically the reconfigurable parallel robot with four degrees of mobility, consisting of a fixed platform, a mobile platform, two kinematic chains of the SPU type (a = 2) and two kinematic chains of the SPR type (b = 2).
Relațiile (12) definesc topologic robotul paralel reconfigurabil cu cinci grade de mobilitate, format dintr-o platformă fixă , o platformă mobilă, patru lanțuri cinematice de tipul SPU (a=4) și un lanț cinematic de tipul SPR (b=l).Relationships (12) define topologically the reconfigurable parallel robot with five degrees of mobility, consisting of a fixed platform, a mobile platform, four kinematic chains of the SPU type (a = 4) and a kinematic chain of the SPR type (b = l).
Relațiile (13) definesc topologic robotul paralel reconfigurabil cu patru grade de mobilitate, format dintr-o platformă fixă , o platformă mobilă și sase lanțuri cinematice de tipul SPU (a=6).Relationships (13) define topologically the reconfigurable parallel robot with four degrees of mobility, consisting of a fixed platform, a mobile platform and six kinematic chains of the SPU type (a = 6).
Se dă în continuare un exemplu de aplicare a invenției în legătura cu figurile 1, 10, care reprezintă:The following is an example of the application of the invention in connection with FIGS. 1, 10, which represents:
- figura 1, schema lanțului cinematic SPU;- Figure 1, schematic of the SPU kinematic chain;
- figura 2, schema lanțului cinematic SPR;- figure 2, the schematic of the SPR kinematic chain;
- figura 3, schema unui robot cu trei grade de libertate;- figure 3, the diagram of a robot with three degrees of freedom;
- figura 4, schema unui robot cu patru grade de libertate;- figure 4, the diagram of a robot with four degrees of freedom;
- figura 5, schema unui robot cu cinci grade de libertate;- figure 5, the diagram of a robot with five degrees of freedom;
figura 6, schema unui robot cu șase grade de libertate;figure 6, the diagram of a robot with six degrees of freedom;
- figura 7, cupla de rotație;- figure 7, rotation torque;
- figura 8, cupla de universală;- figure 8, the universal coupling;
- figura 9, cupla sferică.- Figure 9, the spherical coupling.
Sistemul de roboți paraleli reconfigurabili cu actuatori verticali propus, conține conform invenției patru variante, reconfigurabile prin adăugarea sau eliminarea de lanțuri cinematice.The system of parallel robots reconfigurable with proposed vertical actuators contains four variants according to the invention, which can be reconfigured by adding or removing kinetic chains.
Sistemul utilizează două tipuri de lanțuri cinematice: SPU și SPR. Un lanț cinematic denumit SPU - Sfera - Prismatic - Universal, (figura 1) care este alcătuit dintr-o articulație sferică (1), o articulație prismatică (2) și respectiv o articulație universală (3).The system uses two types of kinetic chains: SPU and SPR. A kinematic chain called SPU - Sphere - Prismatic - Universal, (figure 1) which consists of a spherical joint (1), a prismatic joint (2) and a universal joint (3) respectively.
Un alt tip de lanț cinematic (figura 2), denumit SPR (Sferica -Prismatic -Rotațional) este alcătuit dintre-o articulație sferică (4), o articulație prismatică (5) și respectiv o articulație de rotație (6).Another type of kinematic chain (figure 2), called SPR (Spherical-Prismatic-Rotational) is composed of a spherical joint (4), a prismatic joint (5) and a rotating joint (6) respectively.
Prin combinarea unui număr a de lanțuri cinematice SPU cu un număr b de lanțuri cinematice SPR rezultă variante de roboți paraleli cu 3, 4, 5 și 6 grade de libertate.By combining a number of SPU kinetic chains with a b number of SPR kinetic chains, variants of parallel robots with 3, 4, 5 and 6 degrees of freedom result.
(Λ-2 0 1 0 - 0 0 8 8 7 -2 4 -09- 2010(Λ-2 0 1 0 - 0 0 8 8 7 -2 4 -09- 2010
Structura unui robot paralel cu trei grade de mobilitate (figura 3) conține trei lanțuri cinematice de tipul SPR care conectează o platformă fixă (9) cu o platformă mobilă (10). Schema cinematică a acestui robot este formată din: platforma fixă (9), platforma mobilă (10), articulațiile sferice (11), (12), (13), articulațiile prismatice (14), (15), (16) și articulațiile de rotație (17), (18), (19).The structure of a parallel robot with three degrees of mobility (figure 3) contains three SPR-type kinetic chains that connect a fixed platform (9) with a mobile platform (10). The kinematic diagram of this robot consists of: fixed platform (9), mobile platform (10), spherical joints (11), (12), (13), prismatic joints (14), (15), (16) and joints of rotation (17), (18), (19).
Varianta unui robot cu patru grade de mobilitate (figura 4) conține două lanțuri cinematice de tipul SPR și, respectiv, două lanțuri de tipul SPU, care conectează platforma fixă (9) cu platforma mobilă (10). Schema cinematică a acestui robot este formată din: platforma fixă (9), platforma mobilă (10), articulațiile sferice (20), (21), (22), (23), articulațiile prismatice (24), (25),(26),(27), articulațiile universale (28),(29), și articulațiile de rotație (30), (31).The variant of a robot with four degrees of mobility (figure 4) contains two kinematic chains of the type SPR and respectively two chains of the type SPU, which connect the fixed platform (9) with the mobile platform (10). The kinematic scheme of this robot consists of: fixed platform (9), mobile platform (10), spherical joints (20), (21), (22), (23), prismatic joints (24), (25), ( 26), (27), universal joints (28), (29), and rotary joints (30), (31).
Varianta robotului cu cinci grade de mobilitate (figura 5) conține un lanț cinematic de tipul SPR și respectiv patru lanțuri de tipul SPU care conectează o platformă fixă (9) cu o platformă mobilă (10). Schema cinematică a acestui robot este formată din: platforma fixă (9), platforma mobilă (10), articulațiile sferice (32), (33), (34), (35), (36) articulațiile prismatice (37), (38), (39), (40), (41), articulațiile universale (42), (43), (44), (45) și articulația de rotație (46).The variant of the robot with five degrees of mobility (figure 5) contains a kinematic chain of the SPR type and four chains of the SPU type respectively that connect a fixed platform (9) with a mobile platform (10). The kinematic diagram of this robot consists of: fixed platform (9), mobile platform (10), spherical joints (32), (33), (34), (35), (36) prismatic joints (37), (38 ), (39), (40), (41), universal joints (42), (43), (44), (45) and rotary joint (46).
Structura robotului cu sase grade de mobilitate (figura 6) conține sase lanțuri de tipul SPU cu care se conectează platforma fixă (9) cu platforma mobilă (10). Schema cinematică a acestui robot este formată din: platforma fixă (9), platforma mobilă (10), articulațiile sferice (47), (48), (49), (50), (51), (52), articulațiile prismatice (53), (54), (55), (56), (57), (58), articulațiile universale (59), (60), (61), (62), (63), (64).The structure of the robot with six degrees of mobility (Figure 6) contains six chains of the SPU type with which the fixed platform (9) connects with the mobile platform (10). The kinematic diagram of this robot consists of: fixed platform (9), mobile platform (10), spherical joints (47), (48), (49), (50), (51), (52), prismatic joints ( 53), (54), (55), (56), (57), (58), universal joints (59), (60), (61), (62), (63), (64).
Reconfigurabilitatea structurilor este asigurată prin utilizarea acelorași cote de montaj între elementele care formează roboții. Astfel, articulația de rotație (figura7), articulația universală (figura 8), articulația sferica (figura9) și elementul de fixare (figura 10) au cote de montaj (L și D) identice.The reconfigurability of the structures is ensured by using the same mounting dimensions between the elements that make up the robots. Thus, the rotating joint (figure 7), the universal joint (figure 8), the spherical joint (figure 9) and the fastening element (figure 10) have mounting dimensions (L and D).
Cupla de rotație 6 este alcătuită dintr-un element 65 și un element 66, ambele având părțile terminale cu cotele de montaj L și D identice.The rotation torque 6 consists of an element 65 and an element 66, both having the terminal parts with mounting dimensions L and D identical.
Cupla universală 3 este alcătuită dintr-un element 67 și un element 68 și un cardan 69. Elementele de legătură 67 și 68 au părțile terminale cu cotele de montaj L și D identice.The universal coupling 3 is composed of an element 67 and an element 68 and a cardan 69. The connecting elements 67 and 68 have the terminal parts with the mounting dimensions L and D identical.
Cupla sferică 1 este alcătuită dintr-un cardan 70 și două elemente 71 și 72 având părțile terminale cu cotele de montaj L și D identice.The spherical coupling 1 is composed of a cardan 70 and two elements 71 and 72 having the terminal parts with mounting dimensions L and D identical.
(\-2 010-00887-2 4 -09- 2010(\ -2 010-00887-2 4-09-2010
Legătura dintre cuplele dinspre partea platformei fixe 9 și cele dinspre partea platformei mobile 10 se face prin intermediul cuplelor de translație.The connection between the couples from the part of the fixed platform 9 and those from the part of the mobile platform 10 is made through the translation couples.
Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje;The following advantages are obtained by applying the invention;
structură reconfigurabilă, cu posibilități ușoare de extindere sau restrângere;reconfigurable structure, with easy possibilities of extension or restriction;
- generarea schemei cinematice prin alegerea convenabilă a numărului de numărul b a lanțurilor cinematice de tip SPU;- generating the kinematic scheme by conveniently choosing the number b of the SPU type chains;
utilizarea unor cuple cinematice tipizate;the use of typical kinematic couplings;
- preț de cost scăzut și fiabilitate ridicată.- low cost and high reliability.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ROA201000887A RO127277B1 (en) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | Method and modules for reconfiguration of parallel robots |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ROA201000887A RO127277B1 (en) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | Method and modules for reconfiguration of parallel robots |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RO127277A2 true RO127277A2 (en) | 2012-04-30 |
RO127277B1 RO127277B1 (en) | 2018-05-30 |
Family
ID=45990543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ROA201000887A RO127277B1 (en) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | Method and modules for reconfiguration of parallel robots |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RO (1) | RO127277B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103213118A (en) * | 2013-04-28 | 2013-07-24 | 苏州博实机器人技术有限公司 | Reconfigurable parallel robot |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108789375B (en) * | 2018-07-05 | 2020-04-17 | 燕山大学 | Two-translation and one-rotation 2URR-CPR parallel mechanism |
CN111267077B (en) * | 2020-04-02 | 2021-05-07 | 燕山大学 | Non-coplanar two-dimensional rotating one-dimensional moving parallel mechanism |
-
2010
- 2010-09-24 RO ROA201000887A patent/RO127277B1/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103213118A (en) * | 2013-04-28 | 2013-07-24 | 苏州博实机器人技术有限公司 | Reconfigurable parallel robot |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RO127277B1 (en) | 2018-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107139167B (en) | Motion bifurcation parallel mechanism | |
CN110919690B (en) | Multi freedom paper folding joint structure | |
CN101497198B (en) | Three-freedom degree rotary motion parallel connection mechanism with remote motion centre | |
RO127277A2 (en) | Method and modules for reconfiguration of parallel robots | |
CN102962837A (en) | Easy-to-control symmetric parallel mechanism with two rotating pairs and one moving pair | |
Ye et al. | Reconfigurable parallel mechanisms with planar five-bar metamorphic linkages | |
Chirikjian et al. | Bounds for self-reconfiguration of metamorphic robots | |
CN107283427B (en) | Metamorphic parallel mechanism | |
CN104493811A (en) | Three-support space mechanism with two same supports | |
EP1257100A3 (en) | Octagonal interconnection network for linking processing nodes on a soc device and method of operating same | |
CN107650112A (en) | Become born of the same parents' parallel institution | |
EP2444209A1 (en) | Method for generating kinematical structures of a reconfigurable parallel robot with vertical actuators and its comprising system | |
Sarabandi et al. | A reconfigurable asymmetric 3-UPU parallel robot | |
CN105856197A (en) | Pure translational motion 3-UPU parallel-connection mechanism free of unexpected rotation | |
CN107520835A (en) | Become born of the same parents' parallel institution | |
CN104440881A (en) | Double-platform mechanism | |
CN105798889B (en) | Five jiaos of double centrum symmetrical coupled mechanisms with single-degree-of-freedom movement | |
CN109262592A (en) | Two translations, one rotation branch's non complete symmetry parallel institution | |
CN103170965B (en) | Three translational degree of freedom robot mechanism comprising near plane parallelogram-far plane parallel rod | |
CN107398891A (en) | Become born of the same parents' parallel institution | |
CN102922509A (en) | Modularized two-DOF (Degree of Freedom) parallel mechanism with virtual rotating center | |
CN102581842A (en) | Complete analytic space parallel manipulator with three degrees of freedom | |
RU2694704C1 (en) | Origami mechanism | |
CN104626118A (en) | Double-acting platform four-degree-of-freedom decoupling parallel-serial mechanism | |
RU2681978C1 (en) | Folding mechanism |