并联平台运动学ADAMS解算方法

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1、2015年第5期导弹与航天运载技术No.52015总第341期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.341文章编号：1004-7182(2015)05-0063-03DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20150515并联平台运动学ADAMS解算方法李帅，胡小伟，张生，陈劲松，白文龙（北京航天发射技术研究所，北京，100076）摘要：介绍一种Stewart并联机构的反解和正解方法，该方法运用ADAMS软件分别模拟了机构的正、反解过程。这种基于ADAMS的正、反解方法避免了对各种复杂方程

2、进行求解，经过仿真测试就可实现对机构的运动学解算。尤其是理论上难以用公式推导求解的并联平台正解问题，用该方法不仅避免了运动学正解过程中的多解难题，同时为动力学仿真、控制系统设计提供指导。关键词：并联平台；ADAMS仿真方法；运动学解算+中图分类号：V554.4文献标识码：AADAMS-basedKinematicsSolvingMethodforParallelPlatformLiShuai，HuXiao-wei,ZhangSheng,ChenJin-song,BaiWen-long(BeijingInstituteofSpac

3、eLaunchTechnology,Beijing,100076)Abstract：TheforwardandinversesolvingmethodforStewartparallelmechanismisintroducedinthispaper.ThekinematicssolvingmethodcanbecarriedoutbyuseofADAMSsoftwaretosimulateforwardandinversesolvingprocessesinsteadofsolvingcomplexequations.Part

4、icularlyfortheparallelplatformforwardsolutionthatishardtobededucedtheoretically,themethodcannotonlyavoidthemulti-solutionissueinkinematicsforwardsolving,butalsoprovideguidefordynamicsimulationandcontrolsystemdesign.KeyWords:Parallelplatform;ADAMSsimulation;Kinematics

5、solving0引言示，由上、下平台和6个伸缩油缸组成，图中数字1~6并联机构由于刚度大、负载能力强、精度高、控分别表示油缸编号，其中下平台为定平台，上平台为制容易和结构紧凑等优势，得到学者的广泛关注，其动平台可随油缸运动。运动学求解是指确定并联机构的关节坐标和末端执行器坐标函数之间对应关系，一直是并联机器人研究的[1]难点和热点之一。并联机构运动学反解是指已知动平台位姿求解6个驱动杆的长度，由理论力学相关知识可得出较好的解析解。运动学正解即已知驱动杆的杆长求解动平台相对于静平台的位置和姿态，机构学研究者对该问题从解析法和数值法

6、展开了深入探索，取[2]得了一系列成果。但由于结构的高度耦合性和非线a）主视图b）顶视图性，求解过程极其复杂且有多解，目前的结果难以得图1运动平台结构到验证，并联平台的正解及验证仍是运动学研究的一个重要方向。1运动学反解本文开展了关于某型号运载火箭的自动加注连接并联机构的运动学反解即在已知平台位姿的情况器项目研究，以并联平台作为调整机构，同时对该机[3]下，分别求解伸缩长度、伸缩速度、伸缩加速度。运构运动学进行了相关研究。并联机构的结构如图1所收稿日期：2014-06-18；修回日期：2014-10-23作者简介：李帅（1990

7、-），男，助理工程师，主要研究方向为结构动力学64导弹与航天运载技术2015年动学理论反解是根据坐标变换矩阵推导油缸长度矢的各油缸长度最大差值及出现时刻。量，得到油缸伸缩的变化规律；而ADAMS反解方法通过运动学仿真可以避开繁琐的方程组求解，简化求表1反解结果各油缸长度最大差值及出现时刻解过程，另外与理论解算结果的对比，可验证其准确参数理论计算ADAMS长长度最大差差值/理论结果最大性和精度。长度/mm度/mm值/mm比值差值出现时刻1.1理论反解油缸1（t=15.5s）58.7657.910.851.45%运动学理论反解是推导

8、上平台位姿与油缸长度变油缸2（t=15.4s）35.0733.921.153.28%化的方程式，为简化计算取单个油缸作研究对象。取油缸3（t=15.6s）28.3727.181.194.19%下平台中心点O和下平台任一铰点A，上平台中心点油缸4（t=15.2s）