Stewart机床运动学分析

运用多体系统理论研究了６－ＳＰＳ型Ｓｔｅｗａｒｔ机床机构和丰田型Ｓｔｅｗａｒｔ机床机构的运动学，建立了相应的零级（位姿）和一级（速度和角速度）运动学方程，获得了两种Ｓｔｅｗａｒｔ机床机构的雅可比矩阵。运用多体系统通用分析软件对Ｓｔｅｗａｒｔ机床的运动进行了仿真计算，为后续研究等奠定良好基础。

基于Stewart机床的一种新结构

该文在分析目前虚拟轴机床研究和开发现状的基础上 ,提出一种新结构的虚拟轴机床 ,对其结构特点和性能进行论述 ,并对其工作空间、平台偏转角、精度和力特性问题作分析。应用达朗贝尔原理和虚位移原理 ,分析机床机构的动力学问题 ,并建立动力学方程 ;应用修改的Gauss Seidel迭代法 ,考虑活动平台作水平圆周运动情况 ,解出了动力学方程的数值解 。

基于D-H矩阵的Stewart型并联机床位姿误差计算模型

针对6自由度Stewart型并联机床,以D-H变换矩阵为建模工具,建立起包含铰座位姿参数、杆件D-H参数的机床动平台位姿方程。采用矩阵微分方法推导出一个机床位姿误差线性化计算模型。该模型不仅使铰座位姿参数误差、杆件D-H参数误差等几何误差全部进入机床位姿误差计算方程,而且将机床位姿误差与几何误差之间的非线性隐式函数关系简化为线性显式函数关系。基于支链杆长方程建立起一个能描述机床位姿误差与几何误差之间实际映射关系的非线性计算模型,以其作为参考模型对线性化计算模型的有效性进行检验。仿真表明:在小误差条件下,线性化模型可以很好地逼近非线性模型,由于具有形式简洁、分析与计算方便等特点,基于D-H变换矩阵的位姿误差线性化计算模型可用于Stewart型并联机床的精度分析、精度综合及运动学标定。仿真结果还表明:当对机床位姿精度要求较高时,需要考虑杆件的全部D-H参数误差对机床位姿的影响。

基于D-H变换矩阵的Stewart型并联机床位姿方程及运动学反解

以D-H变换矩阵为建模工具,建立了包含铰链结构、支链类型、铰座安装位姿、杆件结构尺寸和运动参数等各类几何特征信息的6自由度并联机床的通用位姿方程,并进行了运动学反解。得到了以显式表达的主、从动关节运动参量计算公式。

6自由度并联机床位姿误差线性化计算模型及验证

文章建立了两种6自由度并联机床位姿误差计算模型:基于机构位姿方程与运动学反解方法的线性化计算模型和基于支链杆长方程与运动学正解方法的非线性计算模型。在几何误差为小误差时,应用两种模型计算得到的机床位姿误差的变化规律与误差量值均十分接近。非线性模型比较精确地反映了位姿误差与几何参数误差之间的非线性映射关系,但因显式关系无法获得、计算繁琐而不便应用;线性模型则通过近似处理,建立了位姿误差与几何参数误差之间的线性显式关系,故可作为机床位姿误差的计算模型应用于精度分析与设计、运动学标定等与精度问题相关的分析工作之中。