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使用Sylrester结式消元法完成了一种9杆巴氏桁架的位置分析。首先使用矢量法和复数法建立4个几何约束方程式,再使用Sylvester结式消元法对4个方程式分3步消元,得到一个一元44次的多项式方程,在使用辗转相除法求解其他3个变量的过程中发现了4个增根。分柝了增根产生的原因并提出了消元过程中去掉增根的方法,直接得到一元40次方程。最后通过一个数字算例,验证了这种巴氏桁架的解析解数目是40。
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2009
年
第
28
卷
11
月
第
11
期
机械科学与技术
November 2009
Mechanical Science and Technology
for
Aerospace Engineering
Vo
l.
28
No.
11
于
Sylvester
结式的
9
杆巴氏椅架位
分析
咱-巅,
王品
1
气王昕彦
1
,陆震
2
,廖启征
3
王品
(
I
鲁东大学先进制造与自动化技术重点实验室,烟台
264025
;
z
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京
100083
;
3
北京邮电大学自动化学院,北京
100876
)
摘
要:使用
Sylvester
结式消元法完成了一种
9
杆巳氏街架的位置分析。首先使用矢量法和复数
法建立
4
个几何约束方程式,再使用
Sylvester
结式消元法对
4
个方程式分
3
步消元,得到一个一元
44
次的多项式方程,在使用辗转相除法求解其他
3
个变量的过程中发现了
4
个增根。分析了增根
产生的原因并提出了消元过程中去掉增根的方法,直接得到一元
40
次方程。最后通过一个数字算
例,验证了这种巳氏街架的解析解数目是
40
。
关
键
词
:9
杆巳氏街架;位直分析;
Sylvester
结式消元法;辗转相除法
中图分类号
:TH113.2
文献标识码
:A
文章编号:
1003
-8728
(2009)
11-1460-04
Position Analysis of Nine-Iink Barranov
Truss Based on Sylvester Resultant
Wang Pin
1
,2 , Wang Xinyan 1 , Lu Zhen
2
, Liao Qizheng
3
(1
Key
La
boratory of Advanced Manufacturing and Automation Technology , Ludong University , Yantai 264025;
2 School of Automation Science and Electrical Engineering, Beihang University , Beijing 100083;
3 School of Automation , Beijing University of Post and Telecommunications , Beijing 100876)
Abstract:
The
position
analysis
of
a
kind
of
nine-link
Baπ'anov
truss
is
completed
by
using
Sylvester
resultants.
First
,
four
geometric
loop
equations
are
set
up
by
using
vector
method
in
complex
number
fields.
Then
,
four
con-
straint
equations
are
used
to
construct
a
Sylvester
resultant
by
three
steps
and
a
44-order
univariate
polynomial
e-
quation
is
obtained.
Euclidean
algorithm
is
used
to solve
other
3
variables
,
but
the
process
shows
that
there
are
4
extraneous
roots
in
the
44-order
univariate
polynomial
equation.
The
reason
of
extraneous
roots
is
analysed
and
an
improved
method
is
given.
Finally
, a
40-order
univariate
polynomial
equation
is
obtained.
A
numerical
example
is
given
and
it
verifies
that
the
number
of
analytical
solutions
of
the
Barranov
truss
are
40.
Key
words:
nine-link
Barranov
truss;
position
analysis;
Sylvester
resultant
elimination;
Euclidean
algorithm
基本运动链按照其定义就是巴氏椅架
[l]
,巴氏
椅架拆掉一个杆后,就成为
Assur
组。根据基本运
动链回路数目及其拓扑图,
1~4
回路基本运动链的
结构类型共有
33
种
[1]
。其中第
6
-33
种为
4
回路
基本运动链,即
9
杆巴氏椅架。
巴氏椅架的位置分析常常归结到复杂的非线性
收稿日期
:2008
-11
-
13
基金项目:中国悔士后科学基金项目
(2'
∞
80440295)
,国际科技合作
项目
(2008DFA81280)
和国家自然科学基金项目
(50775012)
资助
作者简介:王
品(1
976
- )
,副教授,博士后,研究方向为机器人学
和机构学,
wpbupt@
126.
COm
方程组的求解问题,通常有两种方法,即数值法和解
析法。数值法大多使用同伦连续法求解,如文献
.
[2]
。于
1994
年使用同伦连续法解决了一种
3
回
路和
4
回路基本运动链位置分析
[2];
文献
[3]
于
2000
年使用同伦连续法给出了所有
33
种基本运动
链的装配构形的最大数目。解析法大多使用结式进
行消元,它属于代数消元的范畴,可以得到准确的解
析解。代数法求解虽然过程较为复杂,有一定的难
度,但可求出全部解,且不需要初始值。另外,代数
法提供的元增根的输入输出方程具有很高的理论价
值,可用于诸多机构学问题的研究。
9
杆巴氏椅架
的位置分析大多已经解决,如文献
[4
-7]都给出了
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