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。

迭代初值对Stewart型平台位置正解精度的影响

首先推导了一种数值法与解析法相结合的求解Stewart型平台位置正解的牛顿法 ,不但使位置正解的计算速度大大提高 ,而且解的精度也很高 ,满足了实时控制仿真的需要。更为重要的是 ,通过对不同初值时位置正解的计算精度的比较 ,我们发现 Stewart型平台位置正解的计算精度与初值的选择并无多大关系 ,只要初值不为零并且计算过程是稳定的 ,都能得到令人满意的解 ,进而阐明这正是 Stewart型平台所固有的一个性质。

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。

基于神经网络的Stewart型并联机床位置正解

以Stewart型并联机器人为例,由机器人的位置逆解问题引出机器人运动学正解问题。在分析BP网络特点基础上,利用位置逆解结果,通过训练样本的学习,确定神经网络权系数。实现操作手从并节变量空间到工作变量空间的非线性映射,能够准确地求解并联机器人的位置和姿态。结果表明,该方法效果良好。

Stewart型并联机器人的腿部分析

对Stewart型并联机器人的腿部的各种可能连接方式进行了分析 ,从机构的自由度角度和实现方式出发给出了可行和不可行的结构形式。分析表明对 6自由度的Stewart并联机器人的每个腿的自由度必须不小于 6。

基于Monte Carlo法的6-6型Stewart并联机构动作可靠性分析

提出一种基于Monte Carlo法的6-6型Stewart并联机构动作可靠性分析的有效方法。以ADAMS/View为虚拟平台,建立6-6型Stewart并联机构的参数化样机模型,然后对模型施加约束和载荷,通过样条函数、自定义函数等方法实现样机的驱动加载。通过对样机的运动学仿真,获得6-6型Stewart并联机构正解与逆解,为研究该并联机构的可操作度、空间轨迹分析奠定基础。将ADAMS编程与VC++编程相结合,编写并嵌入伪随机数子程序函数,实现样机的Monte Carlo参数化,有效模拟机构各类参数的随机误差分布,从而实现对一系列同类型机构的运动模拟计算,获取可靠性试验数据,进而得出该机构动作可靠度。该方法不必建立繁琐的数学模型,快捷、方便,具有一定的理论意义和应用价值。

以咽后壁坏死为主的Stewart型恶性肉芽肿1例

Stewart型恶性肉芽肿病变只限于咽部、而不毁坏患者面容及其他部位者临床少见.我科诊治1例,现报告如下.

Stewart型并联平台跃度映射

以刚体速度的旋量描述为基础,推导刚体跃度的旋量表达式。在此基础上利用旋量的李括弧运算,得到6自由度UPS串联机构的跃度映射。将串联机构的跃度映射推广到并联机构,建立Stewart型并联平台的跃度映射模型,得到表征跃度映射的三阶影响系数矩阵。该矩阵为四维矩阵,只与机构的位型有关,根据机构类型、运动学尺寸及广义坐标,即可直接得到该矩阵。以XYZ欧拉角为例,推导出上平台的姿态三阶导数与其角跃度的变换公式。最后通过虚拟样机仿真和理论计算的对比验证了跃度映射模型的正确性。

六自由度Stewart平台运动精度分析

利用Stewart型平台之间的位置向量关系 ,推导出Stewart型平台运动精度模型 ,并将其应用到所设计的大射电望远镜精调稳定平台运动精度分析 ,详细给出了其运动精度分析结果 。

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。

65m射电望远镜副面调整机构容错策略与工作空间边界识别

为使65m射电望远镜的Stewart型调整机构在发生单分支驱动故障时仍能正常工作,利用螺旋理论分析了故障时的机构自由度。根据机构自由度数大于任务自由度数的特点,提出了基于冗余自由度来实现机构容错运动的原理,计算并分析了L波段或S波段指向发生故障后机构的工作空间。提出了不规则工作空间边界的数字识别方法,实现了不规则工作空间边界对机构运动范围的约束。实验结果表明,利用该容错原理可实现单分支驱动故障时副面指向的调整。

基于BP算法的六自由度并联机器人正运动学求解

利用六自由度并联机器人位置反解易于获得这一特性,把较难的六自由度并联机器人位置正解问题转化为应用位置反解结果作为训练样本进行学习,从而实现操作手从关节变量空间到工作变量空间的非线性映射,这样就能够较准确地求解并联机器人的位置和姿态。文中以Stewart型并联机器人为例,采用BP算法对其正解进行了求解,仿真结果表明该方法计算精度高,克服了数值解法的求解精度受初值影响较大的缺点。

大射电望远镜精调平台结构参数优化设计

精调平台的结构参数对其运动性能有极为重要的影响。本文首先推导了并联型平台的 Jacobian矩阵 ,然后论述了选择 Jacobian矩阵的条件数作为优化设计目标函数的合理性 ,并以 Jacobian矩阵的条件数为优化设计目标函数 ,优化了精调平台的结构参数 。