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基于四元数的台体型5SPS-1CCS并联机器人位置正解分析
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP242[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]北京邮电大学自动化学院,北京100876
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划,2004CB31800)、国家自然科学基金(50475161)、北京市自然科学基金(3053017)、教育部科技研究重点(104043)和高校博士点基金(20050013006)资助项目.
中文摘要:

提出一种台体型5SPS-ICCS并联机器人机构,并对其位置正解进行分析。首先基于四元数建立并联机构位置正解的数学模型,然后应用Mourrain簇理论对模型解的个数进行理论分析,得出该并联机构位置正解上限为80,并应用同伦连续法进行数值演算,给出该机构全部80组位置正解,证明该机构位置正解上限是可以达到的。求解过程中,将四元数运算转化为矩阵运算,将数学模型中的4个二次方程转化为双线性方程,降低方程组的Bezout数,从而减少跟踪路径数目,提高计算效率。最后给出数字实例,分析结果表明计算方法简洁,具有一般性,适合其他并联机构的位置正解分析,为此类机构的尺度设计、路径规划和控制提供了理论依据。

英文摘要:

The generalized 5SPS-1CCS parallel robot mechanism and its forward displacement analysis are presented. The mathematic model of the parallel mechanism is created based on quaternion. It is proved theoretically that the forward displacement problem of the generalized 5SPS-1CCS parallel platform has at most 80 nonsingular solutions using Mourrain variety. All 80 nonsingular solutions of the forward displacement problem are obtained using homotopy continuation method. The procedure of quaternion manipulation is transformed into that of matrix manipulation and 4 quadric equations are reduced into bi-linear equations in the procedure of the calculation. The efficiency and feasibility are improved through the method proposed above. The result is verified by a numerical example. The analysis results prove that the proposed algorithm is simple and can be used to forward displacement analysis of other generalized parallel mechanisms. The research builds the theory basis for dimensional design, trajectory planning and control of this type of manipulator.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603