基于VC的平面并联机器人控制软件设计

韦鹭阳，李成刚，李佳璇，尹万新

(南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京210016)

    针对平面并联机器人结构，分析其逆运动学并提出一种轨迹规划方案。采用VC6.0设计一款人机交互软件，其包含图形界面、列表界面等功能模块，采用OpenGL编写三维图形仿真界面。软件通过调用PMAC的动态链接库实现与下位机的通讯，从而控制机器人按目标轨迹运动。最后通过实验证明了该软件的实用性与合理性。

    近年来，随着机器人应用领域的不断扩大，适用于搬运、分拣等作业的平面并联机器人由于其具有刚度大、速度快等优点，逐渐受到国内外学者的重视［1-2］。天津大学从该机器人结构分析、运动学标定等方面进行研究［2］，研制的Diamond机械手已应用于锂电池分拣生产线［3］。文献［4］从教学型机械手的需要出发，进行了平面并联机器人工作控制系统建造等研究。

    目前平面并联机器人的操作控制一般采用人工示教或离线编程实现，对操作人员的技术要求较高，且更新工作任务周期长，既增加生产成本，又降低生产效率。为简化并联机器人的控制操作，提高机器人运动规划和任务更新效率，本文针对自行设计的全铰链平面并联机器人提出一种控制软件设计方案，可增强机器人的可操作性和用户界面的友好性。

1平面并联机器人

1.1平面并联机器人结构

    自行设计的平面并联机器人如图1所示。机器人包含机架、动平台及2个结构相同的支链，每个支链中的杆件组成2个平行四边形，各杆件间运动副都是与电机轴同向的转动副，当安装在机架上的两台伺服电机带动主动臂转动时，各运动杆件联动，最终实现动平台的二自由度平动。

1.2机器人逆运动学

    研究机器人的逆运动学是研究其控制软件的理论基础。由于支链中存在平行四边形结构，机器人的运动学实际是由主动臂、从动臂和机架组成的平面五杆并联机构运动学［5］，如图2所示。

应用平面几何知识及余弦定理推导出平面五杆并联机构的逆运动学公式

θ1=π+α11+α12

θ2=2π-α21-α22 (1)

式中：

α11=arccos(x1-x)/D1

α12=arccos(D21+l211-l212)/2l11D1

α21=arccos(x-x2)/D2

α22=arccos(D22+l221-l222)/2l21D2

作者简介：韦鹭阳（1987—），男，广西武鸣人，南京航空航天大学硕士研究生，主要研究方向为工业机器人技术。
（文章来源《机械设计与制造工程》如需详细资料请联系江苏机械门户网025-83726289）