含恰约束支链的冗余驱动并联机构性能分析
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constraintbranch[J].JournalofBeijingJiaotongUniversity,2018,42(1):133-138.(inChinese)
解 ,求 该 机 构 的 驱 动 雅 可 比 矩 阵 和 约 束 雅 可 比 矩 阵 ,进 而 构 建 量 纲 一 致 的 雅 可 比 矩 阵 .引 入 条 件 数 、
运动/力传递性能和刚度性能评价指标.通过算例绘制3-PUS-UP 并联机构和该冗余驱动并联机构
的性能分布图,并计算 全 域 性 能 指 标.结 果 表 明:该 冗 余 驱 动 并 联 机 构 的 运 动 学 性 能 优 于 3-PUS-
第42卷 第1期 2018 年 2 月
北京交通大学学报 JOURNAL OFBEIJINGJIAOTONG UNIVERSITY
Vol.42 No.1 Feb.2018
文 章 编 号 :1673-0291(2018)01-0133-Leabharlann Baidu6
DOI:10.11860/ji.ssn.1673-0291.2018.01.020
(2017YJS158) 第 一 作 者 :张 海 强 (1986— ),男 ,山 东 潍 坊 人 ,博 士 生 .研 究 方 向 为 机 器 人 机 构 学 .email:16116358@bjtu.edu.cn. 通 信 作 者 :房 海 蓉 (1968— ),女 ,辽 宁 凌 源 人 ,教 授 ,博 士 ,博 士 生 导 师 .email:hrfang@bjtu.edu.cn.
含恰约束支链的冗余驱动并联机构性能分析
张海强,房海蓉
(北京交通大学 机械与电子控制工程学院,北京 100044)
摘 要:针对航空航 天 领 域 大 型 异 构 件 复 杂 曲 面 的 高 速 铣 削 加 工 的 任 务 要 求,提 出 了 一 种 新 型
1T2R 的 三 自 由 度 含 恰 约 束 支 链 的 冗 余 驱 动 4-PUS-UP 并 联 机 构.对 并 联 机 构 进 行 运 动 学 位 置 逆
引 用 格 式 :张 海 强 ,房 海 蓉 .含 恰 约 束 支 链 的 冗 余 驱 动 并 联 机 构 性 能 分 析 [J].北 京 交 通 大 学 学 报 ,2018,42(1):133-138.
ZHANG Haiqiang,FANG Hairong.Performanceanalysisofaredundantlyactuatedparallelmanipulatorwithsuitable
收 稿 日 期 :2017-04-06 基 金 项 目 :国 家 自 然 科 学 基 金 (51675037);博 士 研 究 生 创 新 项 目 (2017YJS158) Foundationitems:NationalNaturalScience FoundationofChina(51675037);FundamentalResearch Fundsfor GraduateProject
UP 并联机构,具有更好的工程应用前景.
关 键 词 :并 联 机 构 ;雅 可 比 矩 阵 ;条 件 数 ;运 动/力 传 递 性 能 ;刚 度
中 图 分 类 号 :TH112
文 献 标 志 码 :A
Performanceanalysisofaredundantlyactuatedparallel manipulatorwithsuitableconstraintbranch
ZHANG Haiqiang,FANG Hairong
(Schoolof Mechanical,ElectronicandControlEngineering,BeijingJiaotong University,Beijing100044,China)
Abstract:Thispaperpresentsanovel1T2Rthree-degreeoffreedom (DOF)redundantlyactuated 4-PUS-UPparallelmanipulator withsuitableconstraintbranchthatcanbeemployedtohighspeed millingforlargeheterogeneouscomplexstructuralcomponentinaerospacefield.Firstly, theinversekinematicsoftheparallelmanipulatoriscarriedout,anddrivingandconstraintJacobianmatrixareestablishedrespectively,andthenthehomogeneousdimensionalJacobain matrix is obtained.Secondly,the condition number, motion/force transmission performance and stiffnessindexareinvolved.Throughsomenumericalexamples,atlasoftheperformanceindices between3-PUS-UPandredundantlyactuatedparallel manipulatoraredepicted,andtheglobal performanceindexarecalculated.Theresultsshowthattheproposed manipulatorinthispaper hasmoresuperiorkinematicperformancethanthe3-PUS-UPparallelmanipulatorandtheformer ownsgoodprospectinengineeringapplication. Keywords:parallelmanipulator;Jacobian matrix;conditionnumber;motion/forcetransmission performance;stiffness
解 ,求 该 机 构 的 驱 动 雅 可 比 矩 阵 和 约 束 雅 可 比 矩 阵 ,进 而 构 建 量 纲 一 致 的 雅 可 比 矩 阵 .引 入 条 件 数 、
运动/力传递性能和刚度性能评价指标.通过算例绘制3-PUS-UP 并联机构和该冗余驱动并联机构
的性能分布图,并计算 全 域 性 能 指 标.结 果 表 明:该 冗 余 驱 动 并 联 机 构 的 运 动 学 性 能 优 于 3-PUS-
第42卷 第1期 2018 年 2 月
北京交通大学学报 JOURNAL OFBEIJINGJIAOTONG UNIVERSITY
Vol.42 No.1 Feb.2018
文 章 编 号 :1673-0291(2018)01-0133-Leabharlann Baidu6
DOI:10.11860/ji.ssn.1673-0291.2018.01.020
(2017YJS158) 第 一 作 者 :张 海 强 (1986— ),男 ,山 东 潍 坊 人 ,博 士 生 .研 究 方 向 为 机 器 人 机 构 学 .email:16116358@bjtu.edu.cn. 通 信 作 者 :房 海 蓉 (1968— ),女 ,辽 宁 凌 源 人 ,教 授 ,博 士 ,博 士 生 导 师 .email:hrfang@bjtu.edu.cn.
含恰约束支链的冗余驱动并联机构性能分析
张海强,房海蓉
(北京交通大学 机械与电子控制工程学院,北京 100044)
摘 要:针对航空航 天 领 域 大 型 异 构 件 复 杂 曲 面 的 高 速 铣 削 加 工 的 任 务 要 求,提 出 了 一 种 新 型
1T2R 的 三 自 由 度 含 恰 约 束 支 链 的 冗 余 驱 动 4-PUS-UP 并 联 机 构.对 并 联 机 构 进 行 运 动 学 位 置 逆
引 用 格 式 :张 海 强 ,房 海 蓉 .含 恰 约 束 支 链 的 冗 余 驱 动 并 联 机 构 性 能 分 析 [J].北 京 交 通 大 学 学 报 ,2018,42(1):133-138.
ZHANG Haiqiang,FANG Hairong.Performanceanalysisofaredundantlyactuatedparallelmanipulatorwithsuitable
收 稿 日 期 :2017-04-06 基 金 项 目 :国 家 自 然 科 学 基 金 (51675037);博 士 研 究 生 创 新 项 目 (2017YJS158) Foundationitems:NationalNaturalScience FoundationofChina(51675037);FundamentalResearch Fundsfor GraduateProject
UP 并联机构,具有更好的工程应用前景.
关 键 词 :并 联 机 构 ;雅 可 比 矩 阵 ;条 件 数 ;运 动/力 传 递 性 能 ;刚 度
中 图 分 类 号 :TH112
文 献 标 志 码 :A
Performanceanalysisofaredundantlyactuatedparallel manipulatorwithsuitableconstraintbranch
ZHANG Haiqiang,FANG Hairong
(Schoolof Mechanical,ElectronicandControlEngineering,BeijingJiaotong University,Beijing100044,China)
Abstract:Thispaperpresentsanovel1T2Rthree-degreeoffreedom (DOF)redundantlyactuated 4-PUS-UPparallelmanipulator withsuitableconstraintbranchthatcanbeemployedtohighspeed millingforlargeheterogeneouscomplexstructuralcomponentinaerospacefield.Firstly, theinversekinematicsoftheparallelmanipulatoriscarriedout,anddrivingandconstraintJacobianmatrixareestablishedrespectively,andthenthehomogeneousdimensionalJacobain matrix is obtained.Secondly,the condition number, motion/force transmission performance and stiffnessindexareinvolved.Throughsomenumericalexamples,atlasoftheperformanceindices between3-PUS-UPandredundantlyactuatedparallel manipulatoraredepicted,andtheglobal performanceindexarecalculated.Theresultsshowthattheproposed manipulatorinthispaper hasmoresuperiorkinematicperformancethanthe3-PUS-UPparallelmanipulatorandtheformer ownsgoodprospectinengineeringapplication. Keywords:parallelmanipulator;Jacobian matrix;conditionnumber;motion/forcetransmission performance;stiffness