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空间变胞机构运动及误差的全构态四元数模型
  • ISSN号:1006-7043
  • 期刊名称:哈尔滨工程大学学报
  • 时间:2015.9.20
  • 页码:1252-1258
  • 分类:TH112[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工程大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001, [2]上海船舶设备研究所,上海200031
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51175099)
  • 相关项目:舰船大型空间复杂曲面切割变胞机构及其特性研究
中文摘要:

空间变胞机构的拓扑结构可变特性使得建立全构态模型是其运动及误差研究的一个难题,而现有欧拉参数运动模型中存在数学奇异和非奇异退化等问题,因此提出了采用罗德里格-哈密顿参数建立空间变胞机构的全构态模型。基于四元数理论建立了任意构态的运动模型,推导了相邻构态广义运动变量的递推关系。研究了结构误差、运动变量误差及运动副间隙对理想模型的扰动,构建了统一的范式表示机构的全构态四元数模型。通过典型实例的理论计算和仿真分析对比结果表明,所建模型的有效性,它既可分析空间变胞机构的全构态运动特性,也可研究构态变换前后的运动特性变化,为变胞机构的工程应用提供了理论基础。

英文摘要:

The variable topology characteristics of spatial metamorphic mechanisms make the establishment of a configuration-complete model a thorny problem for studying the kinematics and kinematic error of spatial metamorphic mechanisms. Current models with Euler parameters appear to bring in mathematical singularity with degeneration in non-singular situations. Therefore,configuration-complete models with Rodriguez-Hamilton parameters were proposed. The kinematic model of sample configurations was constructed using quaternion theory,and recurrence relations were derived for the generalized state variables of adjacent structures. The perturbations caused by structure errors,joint variable errors,and joint clearances,using the kinematic model in an ideal state were researched,then configuration-complete models were established with unified paradigms. Theoretical calculations and physical simulations were carried out for a typical example,comparing the results shows that the established configuration-complete models are effective. The models can be used not only to analyze the configuration-complete kinematic characteristics,but also to study the change of kinematic characteristics during configuration transformation of spatial metamorphic mechanisms. This provides a theoretical basis for engineering applications of metamorphic mechanisms.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工程大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工程大学
  • 主编:杨士莪
  • 地址:哈尔滨市南岗区南通大街145号1号楼
  • 邮编:150001
  • 邮箱:xuebao@hrbeu.edu.cn
  • 电话:0451-82519357
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7043
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1390/U
  • 邮发代号:14-111
  • 获奖情况:
  • 工信部科技期刊评比"优秀期刊奖",中国高校科技期刊评比"精品期刊奖","北方十佳期刊奖",首届黑龙江省政府出版奖--优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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)
  • 被引量:11823