一种新型激光测量台的静力学分析

doi:10.3969/j.issn.1000-1158.2017.06.17

摘要
图/表
参考文献(17)
相关文章 (15)

全文: PDF (495 KB) HTML (1 KB)
输出: BibTeX | EndNote (RIS)

摘要针对一种新型激光测量台静力学分析,首先对机构建立闭环矢量约束方程,将其求导得到速度雅克比矩阵;其次利用虚功原理获取动平台所受外力/力矩与6个驱动关节间的映射关系,即力雅克比矩阵;最后基于拉格朗日乘子取条件极值的方法定义静力学评价指标。实验结果表明:所提出的算法能够揭示结构参数与机构承载能力的关系,在实验提出机构的结构参数下静力学性能最优。

	服务

	把本文推荐给朋友
	加入我的书架
	加入引用管理器
	E-mail Alert
	RSS
	作者相关文章
	张典范
	屈筱曼
	程淑红

关键词 ：计量学, 并联机构, 静力学, 雅克比矩阵, 激光测量台

Abstract：The static analysis is researched aiming at a new laser measuring platform. Firstly, the closed-loop vector constraint equations is established, which can carry out the velocity Jacobi matrix based on vector method. On the basis of this analysis, the force Jacobian matrix which reflects the mapping relation between the external forces and moments acting on the moving platform and the actuated joint is established by using principle of virtual work. Then, the static calibration experiment is carry out to verify the correctness of the force Jacobian matrix mentioned above. Finally, the evaluation indexs of static performance are defined with Lagrange’s conditional extremum. The experimental results have indicated that the proposed method can reveal the relationship between structural parameters and the evaluation indexs of static performance. Moreover, the parallel mechanism proposed theoretically have best statics comprehensive performance.

Key words： metrology parallel mechanism static analysis Jacobian matrix laser measuring platform

收稿日期: 2015-12-25 发布日期: 2017-09-27

PACS:

TB931

基金资助:国家自然科学青年基金 (61601400); 河北省博士后基金(B2016003027)

通讯作者: 程淑红 E-mail: shhcheng@ysu.edu.cn

作者简介: 张典范(1978-), 男, 吉林吉林人, 燕山大学副研究员, 博士, 研究方向为并联机器人机构设计及控制。zdf@ysu.edu.cn

引用本文:

张典范,屈筱曼,程淑红. 一种新型激光测量台的静力学分析[J]. 计量学报, 2017, 38(6): 735-739.
ZHANG Dian-fan,QU Xiao-man,CHENG Shu-hong. Static Analysis of a New Laser Measuring Platform. Acta Metrologica Sinica, 2017, 38(6): 735-739.

链接本文:

http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2017.06.17 或 http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2017/V38/I6/735

［1］缪东晶, 李建双, 李连福, 等. 大长度激光测量中阿贝误差消除方法的研究［J］. 计量学报, 2015, 36(6):570-574.
［2］荣誉, 金振林, 曲梦可. 三自由度并联机械腿静力学分析与优化［J］. 农业工程学报, 2012, 28(20):41-49.
［3］Merlet J P. Jacobian, manipulability, condition number, and accuracy of parallel robots［J］. Journal of Mechanical Design, 2006, 128(1):199-206.
［4］艾青林, 祖顺江, 胥芳. 并联机构运动学与奇异性研究进展［J］. 浙江大学学报:工学版, 2012, 46(8): 1345-1359.
［5］崔国华, 张海强, 徐丰, 等. 空间 3-PUS-UP 并联机构运动灵巧性与刚度性能研究［J］. 农业机械学报, 2014, 45(12):348-354.
［6］沈惠平, 尹洪波, 王振, 等. 基于拓扑结构分析的求解 6-SPS 并联机构位置正解的研究［J］. 机械工程学报, 2013, 49(21):70-80.
［7］何改云,俞冠珉,马文魁,等. 五轴加工中心的在机检测系统研究［J］. 计量学报, 2015, 36(2):118-122.
［8］Wang G, Cong M, Xu W, et al. A biomimetic chewing robot of redundantly actuated parallel mechanism［J］. Industrial Robot:An International Journal, 2015, 42(2):103-109.
［9］Tsai L W. Robot analysis: the mechanics of serial and parallel manipulators［M］. New Jersey:John Wiley & Sons,Inc, 1999.
［10］Takaiwa M, Noritsugu T, Ito N, et al. Wrist rehabilitation device using pneumatic parallel Manipulator based on EMG signal［J］. Int J of Automation Technology, 2011, 5(4):472-477.
［11］Bidault F, Teng C P, Angeles J. Structural optimization of a spherical parallel manipulator using a two-level approach［C］//DETC2001/DAC-21030, 2001.
［12］尹小琴, 马履中, 杨启志, 等. 并联机构静力学分析［J］. 农业机械学报, 2007, 38(2): 201-203.
［13］黄玉美, 韩旭炤, 高峰, 等. 基于边界元法的平面运动并联机构静力学解析［J］. 机器人, 2010, 32(3):384-389.
［14］王庚祥, 原大宁, 刘宏昭. 空间 4-SPS/CU 并联机构运动学分析［J］. 农业机械学报, 2012, 43(3):207-212.
［15］Dehkordi M B, Frisoli A, Sotgiu E, et al. Modelling and experimental evaluation of a static balancing technique for a new horizontally mounted 3-UPU parallel mechanism［J］. Int J Adv Robotic Sy, 2012, 193(9):1-12.
［16］荣誉, 金振林. 五自由度并联机械腿静力学性能评价与优化设计［J］. 光学精密工程, 2012, 20(6):1233-1242.
［17］黄真, 赵永生, 赵铁石. 高等空间机构学［M］. 北京: 高等教育出版社, 2006, 277-278.