Dynamics Verification Experiment of the Stewart Parallel Manipulator
Dynamics Verification Experiment of the Stewart Parallel Manipulator
复制标题
Stewart并联机构动力学验证实验
DOI：
10.5772/61541
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发表时间：
2015-10
影响因子：
2.3
通讯作者：
邵珠峰
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
邵珠峰
作为动力学分析和驱动力计算的基础，动力学模型和动力学参数是机械设计和控制中的重要问题。本文以典型的Stewart并联机器人为研究对象，进行了包括动力学模型和动力学参数在内的动力学验证实验。首先，考虑力传感器，推导出Stewart机械手的完整动力学模型。采用物理意义明确的牛顿-欧拉方法，便于理解和参数定义。在建立三维虚拟样机的基础上，推导出动力学参数，并结合实际测量进行调整。采用记录轨迹代替理论轨迹计算理论肢力。实际的肢体力测量使用拉压力传感器。最后，通过比较两种方法得到的肢体力，验证了动力学模型和辨识参数的正确性。实验结果表明，肢体力的理论值与实际值吻合较好，最大均方根误差为1.516N，力的范围为10 ~ 40 N。此外，所建立的动力学验证算法，包括动力学建模、参数辨识方法和数据分析方法，具有通用性和实用性，可灵活应用于其它并联机器人的动力学分析。
As the basis of dynamic analysis and driving force calculation, dynamic models and dynamic parameters are important issues in mechanical design and control. In this paper, a dynamics verification experiment, which covers both dynamic models and dynamic parameters as a whole, is carried out on the typical Stewart parallel manipulator. First, the complete dynamic model of the Stewart manipulator is derived, considering the force sensors. The Newton-Euler method with clear physical meaning is adopted to facilitate understanding and parameter definitions. The dynamic parameters are deduced based on the established three-dimensional virtual prototype and adjusted with actual measurements. The recorded trajectory, instead of the theory trajectory, is adopted to calculate the theoretical limb forces. The practical limb forces are measured using pull pressure sensors. Finally, the dynamic model and identified parameters are verified by comparing the limb forces obtained using the above two approaches. Experiment results show that theoretical and practical limb forces coincide well, with a small maximum RMS (root mean square) error of 1.516N and forces ranging from 10N to 40N. Additionally, the established dynamics verification algorithm, which involves dynamic modelling, a parameter identification approach and a data analysis method, are generic and practical, and can be flexibly applied to the dynamic analysis of other parallel manipulators.
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影响因子：
1.5
作者：
D. Stewart
通讯作者：
D. Stewart
DOI：
10.1007/s00170-003-1999-x
发表时间：
2005-08
期刊：
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology
影响因子：
--
作者：
Xiaoqiang Tang;Jinsong Wang;Meng Gao
通讯作者：
Xiaoqiang Tang;Jinsong Wang;Meng Gao
DOI：
10.1109/tra.2003.814518
发表时间：
2003-08
期刊：
IEEE Trans. Robotics Autom.
影响因子：
--
作者：
J. Wen;J. O’Brien
通讯作者：
J. Wen;J. O’Brien
影响因子：
10.4
作者：
S. Staicu
通讯作者：
S. Staicu
DOI：
--
发表时间：
1999-02
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
L. W. Tsai
通讯作者：
L. W. Tsai