[發明專利]一種雙機加油風洞試驗支撐裝置的防碰壁方法

有效

• 申請號: 202010771865.3
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111735601B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 徐開明;劉忠華;陳洪;高大鵬;吳志剛;吳福章;章榮平;雷振華;焦文耕;張海酉;宋佳陽;饒祝;沙建華
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心低速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王雨

1.一種雙機加油風洞試驗支撐裝置的防碰壁方法，其特征在于，包括：

建立支撐裝置的正運動方程；

確定所述支撐裝置中各關節的關節空間；

在所述關節空間內選取一組隨機值組，計算所述隨機值組定義下所述支撐裝置的末端執行點的位置，所述隨機值組包括與所述關節一一對應的若干個隨機值；

重復所述在所述關節空間內選取一組隨機值組，計算所述隨機值組定義下所述支撐裝置末端執行點的位置的步驟，根據全部所述末端執行點的位置繪制工作空間云圖；

刪除所述工作空間云圖中所述末端執行點的位置超過風洞空間的所述隨機值組，以剩余的所述隨機值組為實驗參數集合；

所述確定所述支撐裝置中各關節的關節空間，包括：

通過幾何法建立所述支撐裝置的逆運動學方程；

求解所述逆運動學方程得到各所述關節的關節空間；

其中，所述通過幾何法建立所述支撐裝置的逆運動學方程，包括：

當所述支撐裝置的仰角α＝0時，所述逆運動學方程為

其中，a₁為第一關節長度，θ₁第一關節的關節轉角，d為第二連桿至第五連桿在平行第三連桿方向上的總長度，β為模型的側滑角，X為末端執行點的橫坐標，Y為末端執行點的縱坐標；

其中，所述求解所述逆運動學方程得到各所述關節的關節空間，包括：

解得θ₂＝β-θ₁。

2.根據權利要求1所述的防碰壁方法，其特征在于，所述建立支撐裝置的正運動方程，包括：

確定各所述關節的D-H(Denavit-Hartenberg)參數表；

根據所述D-H參數表確定所述支撐裝置中各關節的變換矩陣；

根據各所述關節的變換矩陣沿遠離原點的方向依次確定各所述關節的正運動方程。

3.根據權利要求2所述的防碰壁方法，其特征在于，所述確定各所述關節的D-H參數表，包括：

確定第一關節的關節偏距為d₁；

所述根據所述D-H參數表確定所述支撐裝置中各關節的變換矩陣，包括：

確定所述第一關節的所述變換矩陣為

4.根據權利要求3所述的防碰壁方法，其特征在于，所述確定各所述關節的D-H參數表，包括：

確定第二關節的關節轉角為θ₂，第二關節長度為a₂；

所述根據所述D-H參數表確定所述支撐裝置中各關節的變換矩陣，包括：

確定所述第二關節的所述變換矩陣為

其中z₂為第二關節坐標的旋轉軸。

5.根據權利要求4所述的防碰壁方法，其特征在于，所述確定各所述關節的D-H參數表，包括：

確定第三關節的關節轉角為θ₃關節扭角為90°，第三關節長度為a₃，第三關節的關節偏距為d₃；

所述根據所述D-H參數表確定所述支撐裝置中各關節的變換矩陣，包括：

確定所述第三關節的所述變換矩陣為

其中，z₃為第三關節坐標的旋轉軸。

6.根據權利要求5所述的防碰壁方法，其特征在于，所述確定各所述關節的D-H參數表，包括：

確定第四關節的關節轉角為θ₄，關節扭角為90°；

所述根據所述D-H參數表確定所述支撐裝置中各關節的變換矩陣，包括：

確定所述第四關節的所述變換矩陣為

其中z₄為第四關節坐標的旋轉軸。

7.根據權利要求6所述的防碰壁方法，其特征在于，所述確定各所述關節的D-H參數表，包括：

確定第五關節的關節偏距為d₅；

所述根據所述D-H參數表確定各所述關節的變換矩陣，包括：

確定所述第五關節的所述變換矩陣為

其中a₅為第五關節長度。

8.根據權利要求1至7任意一項所述的防碰壁方法，其特征在于，所述求解所述逆運動學方程得到各所述關節的關節空間，還包括：

當所述支撐裝置的仰角α≠0時，所述逆運動學方程為

a₁cosθ₁+a₂cosβ+dcosθ₃cosβ-a₄sin75°sinαcosβ＝X，其中，a₄為第四關節長度；

所述求解所述逆運動學方程得到各所述關節的關節空間，包括：

解得θ₂＝β-θ₁，θ₃＝α，X₂為第二連桿和第三連桿在X方向上的長度。