谌孙杰，马 璐，吴秋平

(武汉理工大学 自动化学院，武汉 430070)



两自由度并联机器人控制系统设计

谌孙杰，马 璐，吴秋平

(武汉理工大学 自动化学院，武汉 430070)

针对机电装配、医药包装等行业自动化抓取和放置实际应用的需求，设计了一种采用直线伺服驱动技术的两自由度高速并联机器人；首先进行了机器人的机械结构设计，并且通过运动学分析，结合运用蒙特卡洛法与几何法求解出并联机器人的工作空间；其次采用MCU+CPLD(STM32F103+MaxⅡ)的双控制架构，根据工作空间结构在MCU中设计出高效的运动轨迹生成算法，并在CPLD中运用DDS技术将伺服运动参数转换成脉冲经一级差分后输出到伺服驱动器;在双控制器的通信方面合理利用CPLD中的状态机提出了双级数据缓冲方式，使得MCU写与CPLD读交错进行，可以实现数据的无缝刷新；最后进行了并联机器人系统样机的制作与调试，分析结果表明所研制的机器人控制系统能够使机器人快速抓放金属小球，实现稳定可靠运行。

并联机器人；双控制器；运动轨迹；无缝刷新

0 引言

随着人们对并联机器人的深入研究，其各方面的优势逐步显现出来。并联机器人可以提供高于串联机构的承载能力和刚度，同时还具有高速、高加速度和高精度等优点，众多研究机构和制造企业均看好其在工业制造领域的应用前景[1]。少自由度并联机器人不仅继承了并联机器人的固有优点，同时还克服了高自由度并联机器人控制困难、解算复杂的缺点，在工业上具有很高的实用价值。……