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串联机构运动分析的D-H四元数变换方法
  • ISSN号:1007-5321
  • 期刊名称:《北京邮电大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH112[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]北京邮电大学自动化学院,北京100876, [2]北京航天测控技术有限公司,北京100041
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51375058); 新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-12-0796); 高等学校博士学科点专项科研基金项目(20120005110008)
中文摘要:

提出了串联机构运动分析的Denavit-Hartenberg(D-H)四元数变换方法.给出了点的映射的四元数描述方法和相邻连杆间变换的D-H四元数变换方法,建立了D-H四元数变换的矩阵演算方法,构造出了机器人学中经典的D-H齐次变换矩阵,证明了D-H四元数变换方法与D-H齐次变换矩阵方法的运动分析结果是一致的,从而从理论上证明了所提出的D-H四元数变换方法的正确性.在相邻连杆变换的D-H四元数变换公式基础上进一步推广,提出了任意个连杆的串联机构运动分析的D-H四元数变换方法.以PUMA机器人的运动分析为实例,采用D-H四元数变换方法进行运动分析,并验证了该方法的正确性和有效性.D-H四元数变换方法是串联机构运动分析的一种新方法,具有几何意义明确和计算简单的优点.

英文摘要:

A Denavit-Hartenberg (D-H) quaternion transformation method for kinematics analysis of serial mechanisms was presented. Firstly, the point mapping is described with quaternion. Then a D-H quaternion transformations method for motion transformation between adjacent linkages was proposed. Moreover, the matrix operation method of D-H quaternion transformations was illustrated to construct the classical D-H homogeneous transformation matrix in robotics, which can be theoretically proven that the pro- posed D-H quaternion transformation method is correct. Based on the above D-H quaternion transformation formula of motion transformation between adjacent linkages, the D-H quaternion transformation method for kinematics analysis of serial mechanisms with any number of linkages was further proposed. By analyzing the kinematics of PUMA robot, the effectiveness and correctness of the proposed method was vali- dated as well. The D-H quaternion transformation method has clear geometric meaning and the computation process is simple. The method is proved effective for kinematics analysis of serial mechanisms.

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期刊信息
  • 《北京邮电大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:北京邮电大学
  • 主编:刘杰
  • 地址:北京海淀区西土城路10号195信箱
  • 邮编:100876
  • 邮箱:byxb@bupt.edu.cn
  • 电话:010-62281995 62282742
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-5321
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3570/TN
  • 邮发代号:2-648
  • 获奖情况:
  • 美国工程信息公司(Ei)数据库收录期刊,1999年全国优秀高等学校自然科学学报及教育部优秀...,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 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:7684