机床与液压

作者：李贺，祁若龙，张珂，赵吉宾

单位：沈阳建筑大学机械工程学院；沈阳建筑大学机械工程学院;中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室；沈阳建筑大学机械工程学院；中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室

关键词：飞机对接;并联冗余机构;冗余系统运动学;动力学优化

基金：国家自然科学基金资助项目(51775542)

基于多数控定位器构成的分布式4-PPPS并联机构，实现舱段的自动化精准对接。冗余驱动能够提高机构承载能力、使驱动力分配更加均衡，但冗余系统构成的黎曼流形内存在高维零空间，协调分配的非线性方程具有多约束和非正定性，分配不当会产生过大的应力应变。为同时实现对接过程运动学层面的精准和动力学层面的稳态协同，基于旋量理论，将刚体运动分解成绕任意轴的转动和平移，建立运动学模型、确定关节驱动量。推导非冗余和冗余情况下的动力学模型，并求解舱段角速度和角加速度等影响对接运动特性的模型参数。提出了以力二范数最小为目标对对接运动驱动力进行优化分配的求解方法。以5次多项式描述位姿轨迹，用黄金分割法逼近出最优时间。最后开展了非冗余和冗余驱动的对比仿真，对接过程精准平稳，证明了此方法的正确性和可行性。

来源：2024年第3期

《机床与液压》期刊编辑部

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