Stewart平台位置反解研究

Stewart机构运动比较复杂,仅仅通过数学模型的方法,无法充分直观的分析机构在不同位姿下各条液压缸长度的变化情况。据此,提出了基于Simulink环境下对Stewart平台进行位置反解的建模与仿真方法。在通过建立Stewart平台位置反解数学模型的基础上,分析了Simulink中各模块的使用及参数设置方法,对位置反解的数学模型进行了建模,并对Stewart机构6个单自由度的液压缸运动进行了仿真。结果表明,通过仿真曲线直观地了解了六自由度摇摆台位姿变化时,6条液压缸杆长变化规律。     

Stewart型六自由度并联运动平台运动分析及仿真

为研究Stewart型六自由度并联运动平台的运动学正解,首先建立了空间运动数学模型,对坐标变换、复合姿态和逆解进行了分析计算.其次,提出了一种隐函数图解法,借助MATLAB能在1s内快速解算出平台的运动学正解,误差仅在0.05％内.最后,阐述了 MATLAB/SimMechanics仿真模型的建立过程,实现了运动姿态可...     

步进电机驱动六自由度并联运动平台设计

为了能够在实验室内进行小型仪器元件的六自由度运动模拟和演示,设计了以步进电机驱动滚珠丝杠传动的小型六自由度并联运动平台。通过运动学反解建立了算法公式,应用Matlab仿真,得出了平台运动时各支路长度的变化曲线,验证了求解算法的正确性;运用Kutzbach-Grubler公式分析了电驱动UPU结构形式并联运动平台自由度的计算方法。根据给定参数建立了平台的三维模型,进行了结构协调性检测,并完成了步进电机驱动的六自由度平台的实体结构研制。将Lab VIEW组态软件与Matlab脚本解算程序结合,用于对平台的运动控制。测试结果表明:平台完全可以按照预定轨迹进行空间6个自由度的运动,实现对小型仪器元件的运动模拟。     

六自由度并联机构在激光加工中的应用研究

提出以六自由度并联机构作为激光头空间运动的控制机构，基于加工原理和控制需要分析了Stewart平台的位置反解，在此基础上得出Stewart平台位置反解计算方法，为激光三维加工的机构控制提供理论依据。     

并联运动模拟平台的运动学分析

为获得某并联六自由度运动模拟平台的运动特性,以该平台的支链为研究对象,建立了各构件的坐标系,在此基础上通过上下平台间的矢量关系和转换矩阵实现平台的位置反解,构建其运动学模型,最后运用MATLAB对构造的运动学模型进行仿真,获得支链长度、伸长速度、伸长加速度的变化曲线。     

六自由度运动平台位置反解的建模与仿真研究

应用MATLAB/Simulink对实验室研制的六自由度运动平台位置反解建模、仿真、分析,通过对上平台进行垂荡、纵荡、横荡、纵摇、横摇和艏摇六个自由度方向上的运动仿真分析,得到了六个液压缸的长度变化规律,更直观的了解了平台在不同运动情况下的运动规律。     

工程机械驾驶模拟器运动平台多体动力学分析

应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS,对驾驶模拟器运动平台进行了运动学和动力学仿真研究.建立了6自由度Stewart型运动平台的虚拟样机模型,进行了仿真计算,得出支腿作动器行程和驱动力的变化曲线.仿真结果为运动平台的设计提供了依据.     

基于 SolidWorks Motion 的六自由度平台运动仿真

为了更直观地了解六自由度平台的运动规律,根据高等空间机构学理论,建立了六自由度平台位置反解数学模型,利用SolidWorks构建了六自由度平台的三维实体模型,然后使用Solid-Works Motion模块对平台进行了运动仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性和机构设计的合理性,对后续的轨迹规划和结构优化具有重要参考价值。     

一种新型的人体仿真体验平台及其位置反解

提出了一种新型的人体仿真体验平台—7自由度平台,并为其反解提供解决办法。该平台具有除横移、纵移、垂直、俯仰、翻滚、偏航进行六自由度运动外,还能在六自由度运动的同时进行≥360°的高速旋转。通过其运动学分析提出其反解方法,把7自由度机构的位置反解简化为6自由度机构的位置反解和一个独立的冗余自由度旋转的位置处理。通过实例应用表明,利用本方法能够得到令人满意的反解,并在一种特种影院的应用中获得了很好的体验感受。     

六自由度电动缸姿态仿真平台结构及控制系统设计

为开发出可适应相对较小工作空间场合的六自由度运动平台，为使用者模拟出逼真的空间运动姿态和体感，自主设计了一种六自由度电动缸姿态仿真平台，采用Stewart并联结构为基础平台，以上动平台、虎克铰链、电动推杆（折返式电动缸）、下静平台等为结构组成，具有控制简单、体型小、载荷分布均匀、响应快、运行稳定等特点，可适用于4D影院、车辆驾驶模拟、游戏娱乐等平台。同时开发了控制系统，能实现单自由度运动、任意自由度组合复合运动、单缸测试、振动测试等多种运行模式。     

基于Matlab/SimMechanics的六自由度并联运动平台建模与分析

为了研究六自由度并联运动平台的运动学特性,对六自由度并联运动平台的运动学位置正解与反解进行分析,并利用Matlab的SimMechanics工具箱进行六自由度并联仿真平台的搭建,其包含轨迹产生器、PID控制器、执行机构与输出显示共4个部分。SimMechanics模型仿真结果表明,该仿真平台轨迹跟踪较为准确,验证了仿真平台的有效性,为六自由度并联运动平台的设计与应用开发奠定了理论基础,同时,也对其他结构的并联平台的分析提供了借鉴。     

苹果采摘机器人的结构设计与分析

为适应复杂的果园采摘环境,本文设计了一款苹果采摘机器人,结构由麦克纳姆轮承重行走机构、Stewart六自由度并联平台、采摘机械臂、视觉传感器、末端执行器等组成。首先,对六自由度运动平台进行隐式动力学分析与仿真,验证了模型的正确性;其次,对主要部件六自由度平台和末端执行器进行结构及强度校核。结果分析表明,模型稳定,机械结构设计合理。     

基于压电陶瓷的并联六自由度平台的位姿控制模型与验证

针对传统电机驱动的小型Stewart平台无法达到纳米级定位的问题,设计了一种基于压电陶瓷的并联六自由度平台。该平台采用球副连接、对称分布及单层结构的设计,起到提升小型Stewart平台的定位精度的目的。通过分析并联六自由度平台定位原理,构建了6个自由度的位姿控制模型。通过仿真软件进行有限元分析,同时,在实体样机上进行实验分析,验证位姿控制模型的正确性。分析结果显示：并联六自由度平台沿X、Y和Z方向的行程均为-13.48～13.99μm,沿U、V方向的行程均为-616.59～639.17μrad,沿W方向的行程为-406.02～391.68μrad。目标位移与实验结果的最大误差为3.71%,验证了位姿控制模型的正确性。     

六自由度减摇模拟器系统研发

采用六自由度运动平台模拟船舶的运动,在其上部安装六自由度Stewart平台作为减摇装置,将船舶运动平台的位姿实时反馈到Stewart减摇平台的控制系统中,通过减摇控制算法获得减摇平台的控制信号,对Stewart减摇平台进行同步控制,实验结果证明减摇效果非常有效,理论上可以达到静止的效果。     

六自由度Stewart平台误差建模及误差补偿分析

以六自由度Stewart平台为研究对象,分析了Stewart平台误差来源,同时为提高Stewart平台工作质量,引入了一种有利于提高Stewart平台精度的运动学标定方法,并运用运动学逆解方法建立了Stewart平台误差模型,进一步计算出平台输出端位姿,此外,还提出了运用最小二乘法实现运动参数测量的方法。     

大型六自由度振动平台的运动控制研究

提出了一种应用于工程机械测试的大型六自由度振动平台.在分析平台姿态解算函数的同时,给出了一种基于EV模型频响函数估计的波形复现算法,该算法实质是频响函数的实时在线修正方法,有利于提高波形复现精度.仿真结果表明:平台姿态解算函数正确,基于EV模型频响函数估计的波形复现算法能够实现平台对输入波形的准确复现,具有较高的控制精度.     

6自由度3-PRPS并联机器人运动规划分析及仿真

6自由度3-PRRS机构是基于Stewart平台设计出来的一种特殊构型的新型并联机构。为了准确分析该机构运动学特性并从运动规划角度研究机构关键参数与机构运动的关系,建立了有效的运动学模型对机构进行分析,给出了位置反解,同时面向工程应用提出了运动规划,然后利用ADAMS软件进行仿真分析。其中建立了不同平台尺寸比率k的模型,对动平台施加运动来观察、研究比率k的变化对连杆运动产生的影响,给出了3-PRRS机构关键参数比率k与机构运动的关系。分析结果为该类型机构位置反解研究提供了可行路径,避免了大量的数学计算和编程工作,提高了工作效率;并有助于在3-PRRS机构设计中,针对不同应用场景合理选择不同的参数模型。     

六自由度并联平台的空间位置运动算法及实现

本文对六自由度并联电液伺服平台进行了简要概述和分析，着重讨论了该平台的空间位置运动算法，用其算法可方便，简洁地控制六自由度平台在其工作空间内作任意的姿态角度旋转并平稳地运动目标位置。为此进行了实际的位置算法编程和试验，结果表明该位置控制算法是有效可行的。     

Stewart六自由度运动平台自振频率的分析与计算研究

提出了一种对重载的Stewart六自由度运动平台动力学模型局部线性化的新方法,将其六个作动杆简化成质量-弹簧系统.然后采用转移矩阵法将各局部坐标系中建立的质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵以及系统的位移和所受外力均转移到总的固定坐标系,运用D＇Alembert原理建立其振动的线性运动微分方程.最后通过结合Stewart平台的运动学反解计算方法,对该平台在运动过程中的自振频率进行了分析和计算,计算结果表明对于这种重载的Stewart运动平台,其各个自振频率在整个工作空间内的变化幅度不大,该结果为重载Stewart平台的设计和控制提供了理论依据,已被成功应用于 Study on the analysis and caculation of the natural frequencies of the stewart motion platform with six degree of freedom DAI Yu-liang　 ZHU Ying　 YU Ke-yun　 LIU Zu-yuan　 作者单位：戴余良（武汉理工大学,交通学院,湖北,武汉,430063;海军工程大学,船舶与动力学院,湖北,武汉,430033）     

基于SimMechanics的六自由度加载平台仿真研究

为了研究六自由度加载平台的试验加载控制和载荷监控方法,通过运动学反解建立动平台位姿与各驱动杆伸缩量的关系,由动力学模型推导试验件所受力和力矩;在MATLAB/SimMechanics下分别建立六自由度加载平台、液压执行机构和控制器模型,搭建系统仿真平台;利用仿真平台对系统所采用的MOOG控制器参数进行仿真分析.结果表明:MOOG控制器可实现试验平稳加载控制.