基于四元数理论的2UPS-PU并联机构位置反解
发布时间：2020-12-04 01:00
介绍了四元数在描述刚体位置和方位中的应用,并简要描述了2UPS-PU并联机构,接着给出了利用四元数计算2UPS-PU并联机构的位置反解的推导过程,得到了2UPS-PU并联机构的位置反解公式,最后结合MATLAB和SolidWorks Motion进行仿真分析,仿真结果验证了该位置反解方法的正确性和有效性。
【文章来源】：机械与电子. 2020年08期 第57-60+65页
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
矢量绕轴旋转
基于以上分析,纯四元数与单位四元数组合可用于建立并联机构的运动方程,从而避免了繁琐复杂的几何推导,以图2所示的2UPS-UP并联机构为例说明。2UPS-UP并联机构是一种两转一移三自由度并联机器人常采用的构型,在Tricept机器人[5]、四足步行机器人[6]和三自由度并联摇摆台[7]等领域应用广泛。该并联机构包括动平台B1B2B3和静平台A1A2A3,动平台B1B2B3通过2个结构完全相同的无约束UPS支链和1个恰约束PU支链相连,3个支链中的移动副作为主动件。该并联机构存在以下几何关系:3条支链AiBi(i=1,2,3)与动平台B1B2B3和固定平台A1A2A3的连接点Bi(i=1,2,3)、Ai(i=1,2,3)呈等腰直角三角形分布,其中B1B2B3的直角边边长为e,A1A2A3的直角边边长为f;PU支链一端通过万向铰B3与动平台B1B2B3相连接,另一端与固定平台A1A2A3固定连接,PU支链与其在静平台上的投影的夹角为φ,而投影与固定平台A1A2A3直角边夹角为45°。设3条支链的长度分别为l1、l2和l3,并分别在静平台和动平台上建立A1-XYZ和B1-UVW直角坐标系。3 基于四元数的机构位置求解
利用SolidWorks建模,给出2UPS-PU并联机构的CAD三维模型,并利用Motion插件进行运动仿真,如图4所示。将反解得出的l1、l2和l3分别作为图4所示直线马达1、直线马达2和直线马达3的运动输入参数,仿真时间为32 s,并设置动平台的中心记录其运动路径并保存为计算结果。图4 并联机构的CAD三维模型及驱动
本文编号：2896756
【文章来源】：机械与电子. 2020年08期 第57-60+65页
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
矢量绕轴旋转
基于以上分析,纯四元数与单位四元数组合可用于建立并联机构的运动方程,从而避免了繁琐复杂的几何推导,以图2所示的2UPS-UP并联机构为例说明。2UPS-UP并联机构是一种两转一移三自由度并联机器人常采用的构型,在Tricept机器人[5]、四足步行机器人[6]和三自由度并联摇摆台[7]等领域应用广泛。该并联机构包括动平台B1B2B3和静平台A1A2A3,动平台B1B2B3通过2个结构完全相同的无约束UPS支链和1个恰约束PU支链相连,3个支链中的移动副作为主动件。该并联机构存在以下几何关系:3条支链AiBi(i=1,2,3)与动平台B1B2B3和固定平台A1A2A3的连接点Bi(i=1,2,3)、Ai(i=1,2,3)呈等腰直角三角形分布,其中B1B2B3的直角边边长为e,A1A2A3的直角边边长为f;PU支链一端通过万向铰B3与动平台B1B2B3相连接,另一端与固定平台A1A2A3固定连接,PU支链与其在静平台上的投影的夹角为φ,而投影与固定平台A1A2A3直角边夹角为45°。设3条支链的长度分别为l1、l2和l3,并分别在静平台和动平台上建立A1-XYZ和B1-UVW直角坐标系。3 基于四元数的机构位置求解
利用SolidWorks建模,给出2UPS-PU并联机构的CAD三维模型,并利用Motion插件进行运动仿真,如图4所示。将反解得出的l1、l2和l3分别作为图4所示直线马达1、直线马达2和直线马达3的运动输入参数,仿真时间为32 s,并设置动平台的中心记录其运动路径并保存为计算结果。图4 并联机构的CAD三维模型及驱动
本文编号：2896756
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