五自由度的混联打磨机器人结构设计与分析
由曲面抛光的研究比较多，基于并联式抛光打磨机器人对自由曲面抛光研究比较少:并联机构相对于串联机构，有机构稳定，刚度大，承载能力大，微动精度高，运动负荷小等优点。串联机构相对于并联机构，有工作空间大，控制简单等优点，曲面抛光属于精加工，具有加L余量很小切削力不大加工精度高。零件尺寸大及抛光工具转速很高等工艺特。因此抛光打磨机器人在实现自由曲面抛光运动轨迹要求的前提下，还必须具备结构刚度高、响应速度快、重量轻、工作空间大等要求·。在此提出五自由度混联抛光机构打磨机器人，把串联和并联机构结合起来，相互弥补其不足。对其机构结构和机构位置进行分析，运用MWW仿真绘出了位置正解的曲线，采用SMWWOk建立了三维的实体模型。
1、自由曲面混联抛光打磨机器人的结构设计
概念机的设计主要是设计和选定满足抛光艺要求的运动机构。在首先满足自由曲面抛光精加工抛工具位姿要求的前提下，综合考虑抛光打磨机器人在动态响应速度．刚度、加工精度加工效率以及工作空间等各方面的性能要求在此提出了如图的总体的设计方案如图1所示，P、巳的移动理论上覆盖机架内X·Y平面内的任何一点，巴的移动可以解决2方向上一定范围内的移动。三个X·Y2方向的移动可以改变抛光头在空间内的坐标，的移动可以改变动平台5一5·5姿态，末端执行器固定在动平台上，五个移动结合起来就可以改变末端执行器的位姿，满足自由曲面的抛光所需的不同位姿的要求。
2、自由曲面混联抛光打磨机器人结构分析
机构的并联部分有三个球副，考虑到球副的运动范围比较小（5机）可用万向节或是转动副来代替球副。所示的机构中平面回路的5、5副用转动副RR，代替而绕5连线的转动自由度可用转动副R代替，这样概念设计后如图3所示。5一R·R在一个平面内构成一个动平台末端执行器装在动平台上，由两个移动改变杆件的长度控制动平台，运动空间相比改进前明显变大。如图2所示，机构是有P＿巳―P三个移动副所组成的串联支路（R，一P·R一R）一R，田5巳―T两个移动副四个转动副，一个球副所组成的并联支路所组成机构自由度分为两部分:串联支路和并联支路，则混联机构自由度。
本文提出了五自由度的混联打磨机器人，由串联机构和并联机构两部分组成，结合了两种机构的优点。本机构结构简单，工作空间大，对机构进行了结构分析运动学分析，有解析的运动学正反解，运用MWW仿真分析了两个伸缩杆的长度跟动平台的扭转角度的关系，为样机的研制提供打下了基础。