研究了并聯(lián)機構(gòu)實現(xiàn)艙段自動對接的方法.首先,利用基于多位姿特征點測量的四元數(shù)位姿擬合方法得到各局部坐標(biāo)系與測量坐標(biāo)系的相對位姿關(guān)系,利用位姿傳遞轉(zhuǎn)化方法將移動艙段與固定艙段的位姿偏差等價轉(zhuǎn)換為并聯(lián)機構(gòu)動平臺的初始位姿與目標(biāo)位姿的位姿偏差;然后,建立動平臺的多目標(biāo)調(diào)姿軌跡優(yōu)化模型,利用改進的免疫克隆選擇算法及模糊綜合評價法得到各目標(biāo)函數(shù)取值為平均最優(yōu)時的B樣條軌跡參數(shù),規(guī)劃出動平臺實現(xiàn)艙段對接的調(diào)姿軌跡及各電動缸物理參數(shù)軌跡;最后,進行艙段對接試驗.試驗結(jié)果為兩艙段端面對正、銷孔對齊,充分證明了該方法對指導(dǎo)并聯(lián)機構(gòu)實現(xiàn)艙段對接具有較高的有效性及實用性. 

【文章來源】：華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,48(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

UPU并聯(lián)機構(gòu)定義并聯(lián)機構(gòu)動平臺鉸點連線的幾何中心為原

沿導(dǎo)軌運動方向為xM軸正向，豎直向上為zM軸正向，由右手定則確定yM軸方向，建立坐標(biāo)系{xM，yM，zM}．以移動艙段和固定艙段對接端面中心為原點，分別建立坐標(biāo)系{xD，yD，zD}與{xF，yF，zF}，其中經(jīng)過坐標(biāo)系原點與艙段對接端面垂直的方向為xD或xF軸，原點與定位銷或定位孔中心連線的方向為yD或yF軸，由右手定則確定zD或zF軸．若以MMM{xyz}，，表示動平臺運動的目標(biāo)位姿，則艙段對接中各坐標(biāo)系關(guān)系如圖2所示，由圖可知：艙段對接的目標(biāo)是實現(xiàn){xD，yD，zD}與{xF，yF，zF}的重合，本質(zhì)是并聯(lián)機構(gòu)動平臺從初始位姿{(lán)xM，yM，zM}運動到所需目標(biāo)位姿MMM{xyz}，，．圖2艙段對接過程中各坐標(biāo)系關(guān)系2艙段對接的位姿測量及換算方法以激光跟蹤儀為測量儀器所建立的測量坐標(biāo)系為{xL，yL，zL}，以動平臺、移動艙段和固定艙段為被測對象所建立的局部坐標(biāo)系分別為{xM，yM，zM}、{xD，yD，zD}和{xF，yF，zF}．在未特別指出的情況下，統(tǒng)一以{x，y，z}代表上述局部坐標(biāo)系．通過激光跟蹤儀測量位于各局部坐標(biāo)系下的位姿特征點，可擬合出各局部坐標(biāo)系的位姿，以便將來換算各局部坐標(biāo)系之間的相對位姿，如{xD，yD，zD}相對于{xM，yM，zM}的位姿MDMD[R，Τ]和{xF，yF，zF}相對于{xD，yD，zD}的位姿DFDF[R，Τ]．2.1局部坐標(biāo)系的位姿測量與擬合根據(jù)位姿擬合的?

23[66.95281021.77663.11450.00690.03330.0013][63.11231022.28903.63300.01310.03560.0173][7.73031024.88344.30700.04130.03670.0287]ddd，，，，，；，，，，，；，，，，，；12334465[35.70171028.12035.22730.04870.03720.0407][76.64481028.12845.66800.06940.04110.0538]5.82136.772910.286714.412016.208019.4743ddtttttt，，，，，；，，，，，；；；；；；．利用上述參數(shù)規(guī)劃出動平臺對艙段的調(diào)姿軌跡如圖6所示，然后規(guī)劃出各電動缸支鏈的位移d、速度v、加速度a和急動度j軌跡如圖7所示，圖7中1～6分別為各支鏈編號．圖6B樣條軌跡具有較強的造型靈活性及軌跡平滑性，動平臺調(diào)姿軌跡在各目標(biāo)函數(shù)取值為平均最優(yōu)時，滿足了從初始位姿運動到目標(biāo)位姿的艙段對接要求．圖7顯示電動缸各物理參數(shù)的軌跡曲線均未超過設(shè)定的極限值，在始末位姿點處，各支鏈的速度及加速度值為零，符合并聯(lián)機構(gòu)啟停平穩(wěn)的要求．僅在第5條支鏈上出現(xiàn)了急動度最大值為5.8392mm/s3，各支鏈急動度整體變化平穩(wěn)，表明了動平臺沿平均最優(yōu)軌跡運動時振動較小，在各目標(biāo)函數(shù)均衡最優(yōu)的條件下能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)調(diào)姿的要求．根據(jù)規(guī)劃的軌跡控制并聯(lián)機構(gòu)運動，使移動艙段經(jīng)過一次調(diào)姿后與固定艙段對接，兩艙段實現(xiàn)了端面對正、銷孔對齊．固定艙段上各銷軸末端加工的1.6mm×45°倒角已全部進入移動艙段的銷孔中．試驗結(jié)果在一定程度上表明了本文方法的有效性與實用性．圖6各目標(biāo)函數(shù)平均最優(yōu)的艙段調(diào)姿軌跡

【參考文獻】：
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