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第 卷 第 期
年 月
常州大学学报 自然科学版
Journal of Changzhou U niversity Natural Science Edition
Vol No
Apr
文章编号
型 S P S 并 联 机 构 位 置 分 析 的 正 逆 解 析 解
黄 涛 沈惠平 余同柱 段锁林 杨廷力
常州大学 机器人研究所 江苏 常州
摘要 应用基于序单开链的机构结构理论 分析计算出 型 S PS 并联机构的耦合度为 直接通过依次求解各个基本运动
链的位置求出了机构位置正解的解析表达式 无需复杂的数学推导 又通过求解位 置反解及算例 验证了位置正解的 准 确 性
该方法计算简易 几何意义明确 得到的位置正 逆解析式有利于实时控制及工作空间 误差分析等的理论求解与分析
关键词 六自由度 并联机构 位置正解
中图分类号 T H 文献标识码 A doi
j
issn
Analytical Solutions to the Forward and Inverse Positions of
Type SPS Parallel Mechanism
HUANG Tao SHEN Hui
p
ing YU Tongzhu DUAN Suolin YANG Tingli
Institute of Robot Research Changzhou University Changzhou China
Abstract Based on the mechanism structure theory of singleopenedchain the couplingdegree of type
S PS
p
arallel mechanism is calculated to be and analytical expression of forward
p
osition analysis can
be carried out from calculating each basic kinematic chain And the results of forward
p
osition analysis
was verified by inverse
p
osition analysis The algorithm had simple solution
p
rinciple and clear
g
eometric
meaning Whats more the analytic expression of forward and inverse
p
osition analysis was beneficial to
realtime control and solution the work space and error analysis
Key words DOF
p
arallel mechanism forward
p
osition analysis
并联机构位置正解是研究机构运动学和动力
学的基础 在机构尺度综合 奇异位形分析 运动
标定 输出误差分析和轨迹控制等方面 都需要获
得机构的位置正解 并联机器人位置反解容易 而
位置正解需要求解一组强耦合非线性方程组 国内
外学者采用数值法和封闭解析法
对位置正解进行
了研究
数值法的特点是数学模型比较简单 省去了烦
琐的数学推导 但这种方法的计算量大 速度慢
可能得不到机构的所有位置解 典型的数值算法有
New ton Raphson 法 同 伦 连 续 法 和 齐 次 化 法
等
解析法的特点是数学推导 消元过程复杂
计算 量 大 包 括 矢 量 代 数 法 几 何 法 矩 阵 法
等
本文采用基于耦合度分析的机构正解求解方
法 即分析计算出 型 S PS 六自由度并联机
构的耦合度为 直接应用几何法并利用直角坐标
的形式求出其位置正向解析解的通用表达式 又通
收稿日期
基金项目 国家自然科学基金项目 江苏省重大科技支撑与自主创新项目 BE BE
作者简介 黄涛 男 江苏南京人 硕士生 通讯联系人 沈惠平
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