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平行运动学

带线性轴的三脚架

该系统具有三个线性驱动器,它们彼此处于定义的角度。驱动器由 3 个带有横动滑块的导轨组成。工具板通过相同长度的连杆连接到横动滑块。一对连杆将工具板保持在同一方向上,与地板平行。运动学可以在三个维度上移动工具板。

_sm_img_trafo_pou_3s_tripod_1.png

这些运动学的正向和逆变换在 SMC_Trafo_Tripod_LinSMC_TrafoF_Tripod_Lin POU。三脚架的轴角由导轨与垂直轴之间的角度定义(dAxisAngle)。

机械要求和坐标系

  • 3 个轴的长度相同。

  • 连杆的长度相同。

  • 连杆对之间的距离对于所有连杆都是相同的。

  • 所有三个驱动器的驱动导轨和垂直轴之间的轴角相同。角度公差在 0° 和 90° 之间。

  • 轴定义了滑块上连杆接头之间的点的移动。

  • XYZ 坐标系是右手坐标系。 X 和 Y 向量是水平的,Z 指向上方。定义原点,使三个运动轴与 XY 平面的交点(下图:点 A)位于位置 [0,0,0] 的圆上。

45. SMC_TrafoF_Tripod_Lin 功能块的参数化

名称

描述

dInnerRadius

工具板中心到连杆夹持点的距离

_sm_img_trafo_pou_3s_tripod_2.png

dOuterRadius

_sm_img_trafo_pou_3s_tripod_3.png

点 A 是轴与 XY 平面的交点。

dLength

连杆长度

dDistance

一对中两根连杆之间的距离

dRotationOffset

默认情况下,第一个轴的 A 点定义 X 轴。偏移量用于围绕 Z 轴旋转整个结构。在这种情况下,点 A 不再位于 X 轴上。

_sm_img_trafo_pou_3s_tripod_4.png

dOffsetA

偏移量用于将轴的位置值设置为其默认设置零。

_sm_img_trafo_pou_3s_tripod_5.png

dOffsetB

dOffsetC

您将在库描述中找到有关其他参数的信息。



带垂直轴的三脚架

该系统是上述运动学设计的特殊变体,具有相同的机械要求。角度 dAxisAngle 导轨与垂直轴的夹角为0°,导轨与垂直轴平行。

_sm_img_trafo_pou_tripod_vert_1.png

这些运动学的正向和逆变换在 SMC_Trafo_Tripod_LinSMC_TrafoF_Tripod_Lin 功能块。三脚架的轴角由导轨与垂直轴之间的角度定义(dAxisAngle)。

46. SMC_TrafoF_Tripod_Lin 功能块的参数化

名称

描述

dInnerRadius

该参数定义了由连接杆与工具板的六个夹持点描述的圆的半径。

_sm_img_trafo_pou_tripod_vert_2.png

dOuterRadius

_sm_img_trafo_pou_tripod_vert_3.png

dLength

连杆长度

dDistance

连杆对之间的距离

dRotationOffset

默认情况下,第一个轴的 A 点定义 X 轴。偏移量用于围绕 Z 轴旋转整个结构。在这种情况下,点 A 不再位于 X 轴上。

_sm_img_trafo_pou_tripod_vert_4.png

dOffsetA

偏移量用于将轴的位置值设置为其默认设置零。

_sm_img_trafo_pou_tripod_vert_5.png

dOffsetB

dOffsetC

您将在库描述中找到有关其他参数的信息。



带旋转轴的三脚架

对于三脚架,运动学由 3 个旋转驱动器实现,这些旋转驱动器通过臂和连杆连接到工具板。

_sm_img_trafo_pou_tripod_arm_1.png

坐标系的原点是 3 个臂都处于水平位置时工具板中心的位置。

这些运动学的正向和逆变换在 SMC_TRAFO_Tripod_ArmSMC_TRAFOF_Tripod_Arm 功能块。

机械要求和坐标系

  • 三个轴的长度相同。

  • 连杆的长度相同。

  • 连杆对之间的距离对于所有连杆都是相同的。

47. SMC_TrafoF_Tripod_Arm 功能块的参数化

名称

描述

dArmLength1

_sm_img_trafo_pou_tripod_arm_2.png

dArmLength2

dArm1Radius

该参数定义了由驱动器的 3 个点 P 建立的圆的半径。

_sm_img_trafo_pou_tripod_arm_3.png

dStewartRadius

该参数定义了由连接杆到工具板的 6 个夹持点所描述的圆的半径。

_sm_img_trafo_pou_tripod_arm_4.png

dDistance

一对中两根连杆之间的距离

dOffsetA

dOffsetB

dOffsetC

您将在库描述中找到有关其他参数的信息。



图像显示所有轴的零位。 (三个上臂是水平的。)MCS 显示在工具板上。 A0、A1 和 A2 轴上的箭头根据右手定则显示驱动器的旋转方向。

_sm_img_trafo_pou_tripod_arm_5.png

机器坐标系 (MCS)

起源

当所有 3 个上臂(与 A0、A1 或 A2 直接连接的那些)都处于水平位置时,定义在工具板的中点

X

从原点,指向远离第一个电机 (A0),平行于第一个臂的上臂段

Y

由 X 和 Z 确定,因此 MCS 是右手的

Z

与工具板正交

从工具板指向电机方向的点

相应的转换由以下 POU 执行 SMC_TRAFO_Tripod_ArmSMC_TRAFOF_Tripod_Arm

15. 示例:3S 三脚架

转换设置

tta:
SMC_TRAFO_Tripod_Arm := (dArmLength1:=200, dArmLength2:=300, dArm1Radius:=112, dStewartRadius:=53,dDistance:=41,dMaxAngleBallJoint:=60);
ttaf:
SMC_TRAFOF_Tripod_Arm := (dArmLength1:=200, dArmLength2:=300, dArm1Radius:=112, dStewartRadius:=53,dDistance:=41);
_sm_img_trafo_pou_tripod_arm_6.png
_sm_img_trafo_pou_tripod_arm_7.png