一种改进型Canfeild结构设计与运动学解算

作者：Hayat Muhammad Khan; 杨建华^*; 姜霞兵; 贺亚男

来源：机械科学与技术, 2019, 38(06): 828-832.

DOI：10.13433/j.cnki.1003-8728.20180258

• Canfield结构
• 全半球运动
• 对称
• 运动学
• 伺服驱动

设计了一种改进型Canfield机械结构,该机械结构采用旋转副代替移动副,采用扭力弹簧消除了旋转副引入的奇点,减小了结构尺寸,增强了伸缩性能,能实现全半球运动。针对这种设计利用机构的对称性,给出了一种运动学解算的简便方法,在进行运动学解算时不需要考虑奇异性问题,减少了未知数个数,简化了计算。给出了结构3D打印的实物模型及基于模型顶部安装的惯性测量单元(IMU)的模型运动姿态测试方案和带集成光电编码器的直流伺服驱动电机电机转角反馈运动姿态解算方案。对比了基于MapleSIM和Matlab的结构运动仿真计算结果和结构模型实际运动控制实验效果。结果表明,实验和仿真解算数据吻合程度好,验证了所设计结构的合理性和所提出的运动学解算方法的有效性。

• 单位
  自动化学院; 西北工业大学