12-6台体型Stewart冗余并联机构正向运动学研究

摘要：

针对六自由度并联机构的正向运动学无全解析解或全解析解推导困难、不便于程式化、存在多解选择的现状,提出一种含混合单开链支路的12-6台体型Stewart冗余并联机构,推导了适用于实时反馈控制的正向运动学全解析算法.通过单开链的方位特征集运算及路线分解,对机构的拓扑构型进行了剖析,并解算了耦合度,为运动学方程的构造及同构处理指明了方向.基于动平台上4个共面特征点的拓扑关系,对15个二次相容方程进行同构运算,推导了12个一次多项式,得到正向位姿方程的全解析解,具有形式简洁、对称,且根能够唯一确定的特点.根据速度基点法,建立特征点速度之间的矢量关系,解决了机构的速度正解问题.结合杆长协调方程及速度映射方程,并运用Jacobian代数法解析出机构的3组奇异曲面方程.实验结果表明,位姿正解的计算值与测量值完全一致,速度正解的最大相对误差为0.08％,它们的效率指标值分别为0.21和0.32,均满足实时性要求.

关键词：并联机构、运动学正解、解析算法、实时性、雅可比矩阵

所属期刊栏目：48

分类号：TH112

资助基金：国家自然科学基金项目51405237;江苏省精密与微细制造技术重点实验室开放基金项目、南京林业大学高学历人才基金项目GXL2014045;江苏省高等学校大学生创新创业训练计划项目201710298012Z

在线出版日期：2018-02-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：395-402