[發明專利]Stewart并聯機構桿長條件是否滿足實際位形的判別方法

有效

• 申請號: 201510272537.8
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104932536A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 程世利;熊新;蘇桂花;吳洪濤
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: G05D3/00
• 分類號: G05D3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

1.一種基于方向余弦矩陣的Stewart并聯機構桿長條件是否滿足實際位形的判別方法，所述的Stewart并聯機構包括動平臺、靜平臺及連接動、靜平臺的6根并聯的長度可伸縮的驅動桿，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)、用方向余弦矩陣表示動平臺轉動，該方向余弦矩陣為正交矩陣；

(2)、建立姿態變量與桿長條件的關系式：

Stewart并聯機構桿長條件變量與鉸鏈點位置坐標參數表達的變量C_l：

式中{r₁,r₂,θ₁,θ₂}是表達動、靜平臺鉸鏈點位置坐標的參數，對于給定的機構均為常數；l₁～l₆分別為6根驅動桿的長度，即輸入量；

(3)、構造判別關系：

對于桿長條件是否滿足實際的位形可采用如下方法判別：

①對于姿態一定時，搜索其工作空間；即給定姿態變量，C為具體數值記為C₀；每一步l₁～l₆對應于不同的的具體數值，由第(2)步可以解得C_l；如果它們能夠對應于實際的位形必須滿足：

C_l＝C₀

此時，上式為充分條件；根據此判別條件可以去除全部不存在實際位形的桿長組合，提高了搜索效率；

②對于位置一定，搜索其姿態空間；或是搜索整個機構的可達工作空間；每一步l₁～l₆對應于不同的的具體數值，由第(2)步可以解得C_l；由旋轉矩陣為正交矩陣可知，C_l必須滿足下式：

-1≤C_l≤1

此時，上式為一必要條件；即不滿足上式的桿長組合，一定不存在實際位形與之對應；根據此判別條件可以去除部分不存在實際位形的桿長組合。

2.如權利要求1所述的基于方向余弦矩陣的Stewart并聯機構桿長條件是否滿足實際位形的判別方法，其特征在于：

步驟(1)中，用方向余弦表示的旋轉矩陣形式如下：

在此做如下定義：

l_x+m_y＝2A

l_x-m_y＝2B

l_y+m_x＝2D

l_y-m_x＝2C

故應用其等價形式如下式所示：

上述公式的幾個元素之間存在如下關系：

。