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1、Stewart平台铰点工作空间的研究第27卷第5期2006年9月航空ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAVo1.27NO.5Sept.2006文章编号:1000—6893(2006)05—0979-06Stewart平台铰点工作空间的研究袁立鹏,赵克定,许宏光(哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001)StudyonVertexSpaceofStewartPlatformYUANLipeng,ZHAOKe—ding,XUHong—guang(SchoolofMechatronicEngineering,
2、HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)摘要:针对并联六自由度运动平台工作空间大小与结构尺寸参数评价关系问题进行了探讨,提出了6-6结构六自由度并联机构铰点工作空间的概念,并以此出发建立了工作空间大小与尺寸参数的联接关系表达式,从而实现了直接依据工作空间大小进行结构尺寸设计而不必进行大量工作空间反复核算.通过仿真实验不仅验证了投入使用的飞行模拟器六自由度运动平台结构设计的合理性,而且依据铰点工作空间的原理构造出Stewart平台位置可达工作空间.此方法既为系统总体结构参数合理选择提供理论依据,又
3、对Stewart平台工程设计提供机构边界运动范围,为工作空间的分析与综合提供了新途径.关键词:工业机器人技术;工作空间;铰点工作空间;并联机构;Stewart平台中图分类号:TP2l2.12文献标识码:AAbstract:Theanalysisismadeontherelationshipbetweentheworkspaceandthedimensionalparametersofahydraulic6-DOFparallelmanipulator.Theconceptofvertexspaceon6-6Stewartplatformisintr
4、oduced.Bythevertexspacetheory,theexpressionbetweentheworkspaceandthedimensionalparametersofa6-DOFparallelmanipulatorisbuiltup.ThestudymakesitpossibletOprovidereasonablestructuralparametersdirect—lythroughcalculatingtheworkspacewithoutalargequantityofchecking.Itnotonlyprovesthe
5、reasonable—nessofthe6DOFparallelmanipulatorusedinpracticebysimulationbutalsoconstructsthereachablepositionworkspaceofStewartplatformbythevertexspacetheory.Thismethodsuppliestheoreticalreferenceforrea—sonableselectionofstructuralparametersforStewartplatformandcangivetheboundary
6、ofitsworkspace.ItalsoseemstOopenupafeasiblemethodtOanalyzeandsynthesizetheworkspaceofparallelmanipulator.Keywords:industrialrobottechnology;workspace;vertexspace;parallelmanipulator;Stewartplatform六自由度运动系统的结构形式最早是由Stewart.D于1965年提出的_】J.到20世纪70年代初,出现了装有六自由度运动平台的飞行模拟器.近年来,六自由度运动
7、平台越来越广泛地应用于机器人,并联机床,空间对接技术,航空航海设备摇摆模拟及娱乐设施上.但在实际控制过程中,无论是运动模拟设备还是并联机械手,并联机床等都存在工作空间的计算问题.工作空间是评价并联机构工作能力的重要指标,工作空间的大小决定了并联机构的活动空间.目前,工作空间求法分两类,一类是解析法_2],一类是数值法].在解析法方面,具有代表性的工作有Gosselin的几何法].数值法主要包括网格法,蒙特卡罗法,优化法等.但以上方法都是以给定并联机构结构尺寸为依据,反算其工作空间,无法建立并联机构工作空间与各部位结构尺寸之间的解析与综合关系,从而不
8、能直接从工作空间需求收稿日期:2005—04一l4修订日期:2005lOO8基金项目:国家"985"工程确定并联机构各部位
