1. 研究目的与意义（文献综述）
传统的工业机器人一般都采用开式链形式，即串联机器人，如PUMA、SCARA机器人。串联机器人的特点是操作灵活、工作空间大、响应速度快，但同时也存在着承载能力差、刚度低、累计误差大、难于控制等缺点。随着科技的发展和社会的新要求，具有刚度大、承载能力强、控制简单的并联机器人应运而生。根据二者执行方法及主要性能的不同并联与串联系统相比较两者的主要性能对比见表1-1:
表1-1 串联机构与并联机构的性能对比
| 参数 | 串联机构 | 并联机构 |
| 刚度 | 低；弹性相互叠加；杆件受到弯矩 | 高；刚性相互叠加；杆件只受到拉力和压力 |
| 误差传递 | 各杆件误差相互叠加 | 各杆件误差形成平均值，彼此间抵消一部分 |
| 承载能力 | 低 | 高 |
| 运动质量 | 大；一个杆件使跟随杆件加速；工件、工作台大部分都运动 | 小；各杆件运动自由；工件与工作台不动 |
| 动态性能 | 随各杆件尺寸的加大而变化 | 即使杆件尺寸较大，也具有较好的动态性能 |
| 工作空间 | 大 | 小 |
| 调节 | 各杆件可单独调节，简单 | 同时调节各杆件，复杂 |
| 运动学正解 | 容易 | 复杂 |
| 运动学反解 | 复杂 | 容易 |
| 坐标换算 | 一般不需要 | 绝对需要 |
| 运动耦合 | 各杆件之间一般或少量耦合 | 各杆件紧密耦合且非线性 |
| 定位精度 | 低 | 高 |
从表中分析可知，串联机构的许多优点正是并联机构的缺点，而并联机构所具有的优点却恰恰是串联机构的缺点，正是由于串联、并联机构在结构及性能特点上的这种对偶关系，串联、并联机构在应用上不是替代关系而是互补的关系。并联机器人因具有以上刚度大、承载能力强、、控制简单等优点，非常适合应用在食品、医药、消费者商品和生命科学行业的包装、制造、封装、装配等的自动化生产线中。所以本课题将对三轴并联机器人进行研究，并采用一种新型的气动执行元件——气动肌肉来驱动，并对其驱动控制系统进行分析设计。
国内外并联机构研究现状：
1931年，Gwinnett基于球面并联机构的娱乐装置；
1938年，Pollard发明并联机构用于汽车喷漆；
1948年，Gough发明并联机构用于轮胎检测；
1965年，Stewart在他的一篇文章中提到了一种六自由度的并联机构，即著名的Stewart机构；
1979年，Mccallino等人首次设计出了在小型计算机控制下，在精密装配中完成校准任务的并联机器人，从而真正拉开了并联机器人研究的帷幕；
1985年，瑞士洛桑工学院（EPFL）的Clavel教授设计出delta并联机构，经过不断修改完善，成功应用于医疗、工业，实现商业化，于1990年前后在各国申请专利。
在此之后，并联机器人逐渐成为研究热点，越来越多的并联机构被提出，但真正能应用于生产实际的并不多。
我国对并联机器人的研究起步较晚，在上世纪 90 年前，致力于并联机构研究的人还较少，具有较大成果的有燕山大学的黄真、天津大学的黄田等。之后，也就是最近十几年，国内才有较多的学者从事并联机构的研究，主要研究涉及机构学、运动学、动力学、控制方法、建模仿真等方面的理论研究。在国内，产品化且有一定使用规模的并联机器人还没有，运用于轻负载、高速环境中的并联机器人急缺。所以并联机器人的国产化还有待加强。
2. 研究的基本内容与方案
一，驱动方案：
拟采用两根气动人工肌肉组成类似一对人类“颉颃肌”来驱动滑块单自由度直线运动，这种驱动方式的优点有：
(1).当外力恒定时，输入气动肌肉的压力变化量和滑块直线位移量成线性关系。这一特性说明可对滑块进行开环控制；
3. 研究计划与安排
1-2周 收集资料进行整体方案设计；
3-4周 完成开题报告和英文文献翻译；
5-7周 设计并绘制气（电）系统原理图，气动系统设计计算，相关元器件选型；
4. 参考文献（12篇以上）
[1]陆鑫盛，周 洪，气动自动化系统的优化设计，上海，上海科学文献出版社，1999.
[2]werner deppert / kurt stoll (德)，李宝仁译，气动技术，北京，机械工业出版社，1999.
[3]smc中国有限公司，现代实用气动技术，北京，机械工业出版社，2010.
