基于对偶四元数法的Stewart平台运动学研究

荆学东; 方义圣; 崔贤亮

doi:10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.007

基于对偶四元数法的Stewart平台运动学研究

doi: 10.3969/j.issn.2096-3424.2024.01.007

上海应用技术大学电气与电子工程学院, 上海201418

基金项目: 上海市科学技术委员会科研计划项目（16090503700）资助

详细信息

作者简介:
荆学东（1968-）, 男，教授，博士，主要研究研究方向为机器人技术、智能检测技术。E-mail：jingkd2003@aliyun. com

中图分类号: TP242
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出版历程
- 收稿日期: 2023-11-16
- 网络出版日期: 2024-01-26
- 刊出日期: 2024-03-30

Kinematic study of Stewart platform based on dual quaternion method

School of Electrical and Electronic Engineering, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418, China

摘要

摘要: 作为一种多自由度并联机构，Stewart平台在工业自动化、飞行模拟及医疗设备等领域具有广阔应用前景。研究Stewart平台的运动学特性，并提供数学模型和解决方法，可以实现对其运动和位置的准确控制。基于6-UPS型Stewart并联机器人平台，引入了对偶四元数的概念，探讨了Stewart平台的运动学特性，提出了一种高效的并联机器人运动学求解算法。研究结果表明，在描述并联机器人的运动学中，对偶四元数法具有更简洁的表示形式和更少的用来表示刚体位姿的未知数个数，具有明显优势。
- Stewart平台 /
- 并联机器人 /
- 运动学 /
- 对偶四元数
Abstract: The Stewart platform, as a multi-degree-of-freedom parallel mechanism, is promising for a wide range of applications in industrial automation, flight simulation, and medical devices. Studying the kinematic characteristics of the Stewart platform and providing mathematical models and solution methods can achieve accurate control of its motion and position. In this paper, based on the 6-UPS-type Stewart parallel robot platform, the concept of dual quaternion is introduced, the kinematic properties of the Stewart platform are explored, and an efficient solution algorithm for parallel robot kinematics is proposed. The results show that in describing the kinematics of parallel robots, the dual quaternion method has a clear advantage with a more concise representation and fewer numbers of unknowns used to represent the rigid-body poses.
- Stewart platform /
- parallel robot /
- kinematic /
- dual quaternion

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图 1 6-UPS型Stewart平台

Figure 1. 6-UPS Stewart platform

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