基于Grassmann线几何理论的并联髋关节试验机奇异位形研究

摘要：

并联髋关节试验机的核心运动模块采用3SPS+1PS空间并联机构,由定、动平台及连接两平台的3根SPS支链和1根PS支链构成,具有3转动自由度和1平动自由度.并联机构的奇异特性对其工作性能有着重要影响,因而须对该髋关节试验机的相关性质进行研究.建立基于Rodrigues参数的机构静力学模型,得到静力学转换矩阵的一般表达式,并推导出与6条用于Grassmann线几何分析的直线相对应的Plücker矢量.通过分析各线簇秩的空间分布特点,得到许多新颖的奇异位形,并推导出机构处于奇异位形时的各种约束方程.通过数值仿真,得到线簇秩从1到5的各奇异位形对应的奇异轨迹.髋关节试验机奇异位形的研究对其工作空间分析、机构尺寸优化和控制系统设计具有重要的意义.

关键词：并联髋关节试验机、奇异位形、Grassmann线几何、Rodrigues参数

所属期刊栏目：48

分类号：TH112;TP242

资助基金：国家自然科学基金资助项目50905180

在线出版日期：2012-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：29-37