上世紀八十年代，一類以并聯機構為主機構的新型工業機器人(并聯機器人)為某些特定工業領域不斷提供出更為完美的解決方案，引起工業界和學術界的普遍關注。

在各種各樣的并聯機器人種類中，存在一類由外轉動/移動副驅動、含平行四邊形支鏈的并聯機器人(又稱為并聯機械手)。這類機器人因可將驅動裝置布置在靜平臺(機架)上，而且從動臂多采用輕質細桿制作而成，故末端動平臺可獲得很高的運動速度和加速度，特別適合于高速物流生產線上物料的分揀、搬運和抓放等操作，因此逐漸成為近年來研究和開發的熱點。

而高速并聯機器人的研究，最早追溯到Clavel博士于1985年發明的Delta機械手。該機器人主動臂由外轉動副驅動，從動臂為平行四邊形結構，末端執行器可在工作空間內實現3維高速平動。而且，在靜、動平臺間加裝兩端帶有虎克鉸鏈的可伸縮轉軸，可實現末端執行器繞動平臺所在平面法向的單自由度轉動，從而完成對標的物的抓放動作。

并聯機器人從需求到實際市場應用，過五關斬六將，是必然要解決的難題！

想要制作能滿足市場需求的并聯機器人成品，先覺性難題是攻克以及掌握高速并聯機械手高速高精作業的技術要點！這也是機器人三大核心技術(控制器、伺服電機、減速機)以外的并聯機器人核心問題。下面我們一起來隨著阿童木機器人這家并聯機器人代表，從技術詳細剖析并聯機器人技術難題。

第一關—拓撲綜合

外行看熱鬧，內行看門道，很多初出茅廬或者初入此行的朋友，無疑內心都在吶喊，第一關就這么難啊！這個都是圈圈的圖是個什么東西？看不懂啊！

其實這個叫做拓撲綜合的技術，主要目的是根據需求，發明出能夠滿足動作需求的機構。咱們現在看到的并聯機器人產品，最初都是長得這個樣子的。咱們數學界有一套組合拳來解決這個問題，比如收縮圖理論、組合分析、枚舉論和螺旋理論等。看完只能感慨，數學真偉大！沒有數學這個回旋踢咱們可過不了這第一關啊！并聯機器人同仁們加油！

第二關—參數設計

這個看著好像是機器人的形狀了，不過咋還這么多符號呢？一臉茫然。咱們過了第一關，拿到了一個大致能實現需求的機構構型，但這東西沒法用啊！怎么知道輸入輸出的數學關系，怎么確定每個零部件的尺度參數，怎么確定機器人長多大呢？再如何經過訓練讓機構長出肌肉，確定每個零部件的結構參數？又如何確定用多大的力來驅動這個機構運動呢？

從技術上來說，第一步，我們先得用空間向量或者螺旋理論建立描述我們這個機構輸入輸出關系的運動學、動力學模型；第二步，我們需要結合機構的運動特性提煉運動學和動力學方程中的優化目標和約束條件，對機構的尺度參數和結構參數進行優化設計；第三步，我們根據尺度參數和結構參數，通過牛頓歐拉等等數學工具，再確定機構的驅動參數。事實上述過程是這樣的：

好吧！小白看看就覺得夠神秘！！！！不過好歹第二關終于步步細心的過去了！

第三關—虛擬仿真

阿童木機器人，未來的目標定位全球市場！因此滿足國內外標準，先做出真實性數據下的實驗，才是企業生產的前提！于是，還得過第三關-虛擬仿真。

這時，matlab、adams、samcef、ansys的十八般武藝都得企業掌握！這一套組合踢出去，萬水千山走過，我們才能自豪的說，沒問題了，仿真分析和理論設計吻合。

那仿真分析這關過了，我們可以繪制零件圖紙了嗎？怎么可能！

知道每個零件公差精度怎么給嗎？知道哪個零件需要重點關注嗎？知道部件裝配精度需要如何保證嗎？知道部件的裝配工藝嗎？不知道？那還不得趕快先搞清楚去！

第四關—精度設計與標定

終于千辛萬苦來到第四關，這第四關就是建立機器人的誤差分析模型，分離可補償誤差和不可補償誤差。

針對可補償誤差，我們需建立運動學標定模型，在后面控制系統里進行補償；針對不可補償誤差，我們需進行靈敏度分析和公差設計，確定關鍵零部件的制造和裝配精度，并依據該精度確定零部件的裝配工藝和檢測方法。

看到這很多人終于明白，以后決不會再說本體沒有核心技術了，但這些都不懂啊！怎么辦？不懂就得學啊！這又是一個又一個數學難題！

第五關—控制器與算法

以上四關過后，感覺天空飄起了彩虹，終于可以期盼樣機本體部分可以制作了。不過，快樂的時刻都是短暫的。我們好像漏掉了什么東西？是的，我們做的只是并聯機器人的骨架和肌肉，那控制行為的大腦怎么建呢？思維怎么形成呢？

好在這個大腦我們是可以從國外買的，但是，核心技術怎么能掌握在被人手里呢？況且，我們還有優秀的算法需要寫進去呢！所以，阿童木機器人團隊下定決心，在市場反對自主研發的聲音下，成立了神秘的大腦研究部！

從此，該部門開啟了沒有白天黑夜的操練模式。無數個日夜，無數箱彈藥，都投在這個地方，沒辦法，誰讓咱們基礎差呢！只能不斷繼續努力，勤能補拙！好在阿童木機器人唯一的資本年輕有毅力又善于學習。

經過長達3個春夏秋冬的持續攻關，阿童木機器人終于完成大腦的建設！并在思維層面也取得了突破！通過對于運動規律和抑振算法的研究，使得機器人的精度又獲提升！

眼看勝利的曙光盡在眼前了，無疑很多人內心是激動、喜悅摻雜著淚水啊！感覺終于要松一口氣了，但是！因為咱做的是產品，需要經過市場最嚴格的檢驗！不能只是研究啊！這些研究需要落實到切實產品性能，需要轉化為客戶需要的速度、精度等性能參數。

當然最重要的是我們得做可靠性研究測試！客戶的24小時使用場景，是讓企業無比糾結的一件事情，如果這個不過關，不但每天半夜電話可以打到你神經衰弱的，從工程師到銷售的內心也是惴惴不安的！核心零部件都解決了，那就一鼓作氣，更全面一些解決這個問題，直接過關吧！

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