缆线机器人

缆线驱动的平行机器人（简称缆线机器人，也称为缆线悬空机器人和线驱动机器人）是一种平行机械手，其中使用柔性缆线作为执行器。每条电缆的一端被卷在一个由电机扭转的转子上，另一端与末端执行器连接。电缆机器人的一个著名例子是SKYCAM，它被用来在体育场内移动一个悬挂的摄像机。电缆比串联或并联机器人的刚性连杆要轻得多，而且可以使用很长的电缆而不会使机构变得庞大。因此，电缆机器人的末端执行器可以达到很高的加速度和速度，并在非常大的工作空间（如体育场）中工作。许多工程文章研究了缆索机器人的运动学和动力学（例如，见《国际机器人研究杂志》27.9（2008）。1007-1026.对这个概念的加强）。电缆机器人的动态分析与其他平行机器人的动态分析不同，因为电缆只能拉动物体而不能推动。因此，只有当所有电缆的力都为非负值时，机械手才能执行任务。因此，电缆机器人的工作空间被定义为空间中的一个区域，在这个区域中，末端执行器能够对周围环境施加所需的扳手（力和力矩矢量），同时所有电缆都处于张力状态（非负力）。许多研究工作都集中在电缆机器人的工作空间分析和优化方面。电缆机器人的工作空间和可控性可以通过在机器人的结构中增加电缆来加强。

因此，冗余度在电缆机器人的设计中起着关键作用。然而，工作空间分析和在冗余电缆机器人的电缆中获得正的张力可能很复杂。一般来说，对于冗余机器人来说，可能存在无限的解决方案，但对于冗余电缆机器人来说，只有当张力向量的所有元素都是非负的时候，解决方案才是可以接受的。找到这样的解决方案是很有挑战性的，特别是当末端执行器沿着轨迹工作，并且需要在电缆上有一个连续和平滑的张力分布时。文献中提出了几种解决此类问题的方法，一种基于粒子群优化方法的计算方法被引入，以寻找一般冗余电缆机器人沿轨迹的连续平滑的解决方案）。除了平行电缆机器人外，电缆也被用作串行机器人的执行器。通过采用电缆作为执行器，可以设计出更小、更轻的机构（例如，在）中介绍了一个由电缆驱动的类似人类手指的机构。