Stewart并联机器人奇异分析的运动学法

发布时间：2020-05-31 21:58

【摘要】： 奇异问题是并联机器人设计和控制中的一个关键性问题。自1983年Hunt首次针对这个问题发表文章以来，不断有人研究，但是还远未得到解决。研究奇异常用雅可比矩阵法和线几何法，但是它们都是纯粹的数学方法，不能揭示机构奇异的运动学本质和找到发生奇异的普遍性条件。本文提出了一种判断Stewart并联机构奇异的新方法，称之为运动学法。 首先，从理论上严格证明了三角平台Stewart并联机构发生奇异的充分必要定理。引入线几何中线性丛的概念，定义了Stewart机构的线性丛奇异，并以奇异时瞬时螺旋运动的节距将奇异分为三类。根据线矢量的线性相关性和奇异的运动学原理，分析和确定了3-6 Stewart机构奇异的7种类型及其各种类型情况下奇异的几何和运动性质。运用奇异的运动学原理，，建立了3-6 Stewart机构奇异的轨迹方程。研究了在姿态一定时，在某一斜平面上和三维空间中的奇异分布规律。简单分析了不规则三角平台Stewart机构和球台机构的奇异。这一切对于正确给出并联机器人的工作空间和正确进行轨迹规划有十分重要的意义。 在论文的最后，本文提出了另一种更简单的奇异判断方法一等效机构法。用这种方法分析了各种欧拉角(φθψ)姿态下在一斜平面上的奇异分布情况，通过斜平面的平行移动，可以得到机构在三维空间中的奇异分布。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TP242;TH112

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