刘 曼， 朱龙飞， 卢 青

(常州刘国钧高等职业技术学校机电工程系，江苏 常州 213025)

基于Stewart构型的六自由度并联机器人，因其自由度多、刚度和精度高、系统响应快等特点[1]，被广泛应用于机床、振动平台、医疗机器人等领域。

目前机器人的结构设计与运动控制仿真通常是分开进行的。杨达毅等[2]采用虚拟样机技术，使用Solid Works软件建立六自由度运动平台3D模型，利用该软件内置运动分析模块进行仿真分析。Sumnu等[3]对具有直线电机驱动的Stewart平台进行了运动学和动力学分析，并在Matlab/Simulink中进行了控制仿真，验证开发控制系统的正确性。王英波等[4]为验证六自由度并联机器人动力学模型，在Simulink和SimMechanics环境下进行动力学建模分析。Sosa-Mendez等[5]采用ADAMS与Matlab联合仿真分析Stewart-Gough平台运动学、动力学和控制特性，仿真验证了结果的正确性，有效提高了并联机器人研究设计的效率，减少了分析和编程工作量。虽然上述方法能够实现对六自由度并联机器人运动学、动力学及控制的仿真分析，但其操作过于复杂，重复在3D和Matlab软件中建模，且模型进行了较大简化，可视化效果较差，后期先进控制算法很难应用于所建立的模型上。

本文以6-UPU并联机器人为研究对象，使用Solid Works建立精确的3D模型，并对各运动部件添加配合约束，利用Simscape Multibody Link插件将模型生成Matlab可加载的文件。在Simulink中建立机器人运动学逆解模型，得到六个支链位移并按照该位移运动，对各支链添加运动控制器以控制位移误差。仿真过程中可以对动平台输入期望位移或外力，软件中可以方便地获得各支链实际位移、速度、加速度和驱动力信息，还可获得动平台上任意点的位置、姿态、速度和加速度等信息。……