[发明专利]基于并联机构的机器人构件、优化设计方法及机器人

权利要求书

1、一种基于并联机构的机器人构件，其特征在于，其至少包括两个并联机构，相邻的并联机构间用输出转换器连接，每个并联机构都具有一静平台和一相对该静平台运动的动平台，其中一个并联机构的静平台活动连接若干电机。

2、如权利要求1所述的基于并联机构的机器人构件，其特征在于，该静平台和动平台均包括若干连接杆和运动副。

3、如权利要求2所述的基于并联机构的机器人构件，其特征在于，该运动副和电机为轴套连接，皮带连接或齿轮连接。

4、如权利要求1所述的基于并联机构的机器人构件，其特征在于，该输出转换器为球面副。

5、如权利要求1所述的基于并联机构的机器人构件，其特征在于，该并联机构的动平台作为输出部件。

6、一种并联机构机器人，其特征在于，该并联机构机器人采用权利要求1所述的基于并联机构的机器人构件。

7、如权利要求6所述的并联机构机器人，其特征在于，该并联机构机器人的头部，胸部，上臂，小臂，大腿，小腿，手以及足均采用并联机构作为执行部件。

8、如权利要求6所述的并联机构机器人，其特征在于，该并联机构机器人的头部与胸部，胸部与上臂，上臂与小臂，小臂与手，胸部与大腿，大腿与小腿以及小腿与足部均采用球面副连接。

9、一种基于并联机构的机器人构件的优化分析方法，其特征在于，其包括如下步骤：

逆运动学分析，对初选并联机构进行优化分析；

正运动学分析，对上述步骤中的分析结果进行验证和调试。

10、如权利要求9所述的基于并联机构的机器人构件的优化分析方法，其特征在于，该机器人构件的正、逆运动学计算方法采用遗传算法、矢面法或者离散法进行计算；动力学计算方法采用拉格朗日第二运动方程或者牛顿-欧拉法建立动力学方程，求解动力学方程采用离散法或者龙格-库塔法。

11、如权利要求9所述的基于并联机构的机器人构件的优化分析方法，其特征在于，该机器人构件的控制算法采用遗传算法、自适应算法、神经网络或者PID算法的闭环控制或者采用局部闭环控制。

12、如权利要求9所述的基于并联机构的机器人构件的优化分析方法，其特征在于，该逆运动学分析还包括如下步骤：

T₁、机器人构件步长与步态规划；

T₂、该构件的初始选型；

T₃、在软件中导入逆运动学计算方法的子程序进行计算；

T₄、对机器人构件进行优化分析。

13、如权利要求12所述的基于并联机构的机器人构件的优化分析方法，其特征在于，上述步骤T₄还包括如下步骤：

T₄₁、在三维软件中建立机器人机构的参数化模型；

T₄₂、对该参数化模型进行运动学和动力学分析；

T₄₃、对该参数化模型进行结构设计。

14、如权利要求9所述的基于并联机构的机器人构件的优化分析方法，其特征在于，该正运动学分析还包括如下步骤：

S₁、根据步长和步态规划对机器人构件进行零力矩点分析；

S₂、以动力学建模为基础，控制设计；

S₃、在程序中导入正运动学计算方法的子程序进行计算；

S₄、根据S₃的计算重新规划机器人构件的步长和步态。