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基于倍矩阵的1P5R串联机械手逆运动学分析 被引量：3
1
作者 张英 黄起能 +1 位作者 魏世民 廖启征 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期33-38,共6页
将倍矩阵引入到串联机械手运动学分析的建模中,结合四维旋转矩阵,提出了一种空间1P5R串联机械手逆运动学分析的新方法。基于倍矩阵和四维旋转矩阵对空间1P5R串联机械手进行运动学建模,直接得到14个逆运动学约束方程;将14个方程通过线性... 将倍矩阵引入到串联机械手运动学分析的建模中,结合四维旋转矩阵,提出了一种空间1P5R串联机械手逆运动学分析的新方法。基于倍矩阵和四维旋转矩阵对空间1P5R串联机械手进行运动学建模,直接得到14个逆运动学约束方程;将14个方程通过线性消元和Sylvester结式消元,得到只含1个关节变量的一元16次方程。通过数字实例求解和SolidWorks软件仿真验证了所提方法的正确性。所提方法最大的优势在于可直接获得14个逆运动学约束方程,不需要进行矢量运算或者投影等,为空间其他串联机械手的逆运动学建模提供了一种新思路。 展开更多
关键词 1P5R串联机械手 逆运动学分析 倍矩阵 四维旋转矩阵 Sylvester结式消元
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空间6R串联机械手逆运动学分析的新方法研究 被引量：2
2
作者 张英 黄起能 +2 位作者 廖启征 杨旭 魏世民 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第19期1-11,共11页
为了解决空间6R串联机械手的逆运动学问题使用矩阵方法建模时,需要进行矢量运算或投影运算的问题,基于四维旋转矩阵和倍矩阵,提出了一种建模新方法。根据三维空间刚体变换的四维旋转矩阵和倍矩阵表示,建立空间6R串联机械手的正运动学方... 为了解决空间6R串联机械手的逆运动学问题使用矩阵方法建模时,需要进行矢量运算或投影运算的问题,基于四维旋转矩阵和倍矩阵,提出了一种建模新方法。根据三维空间刚体变换的四维旋转矩阵和倍矩阵表示,建立空间6R串联机械手的正运动学方程。通过变量分离,直接得到14个逆运动学基本约束方程;通过线性消元和Sylvester结式消元,将其转化为求解一个16阶矩阵的特征值问题,得到该问题的16组解。采用数值实例和SolidWorks仿真验证了新方法的正确性。新方法的优势在于可以直接得到14个逆运动学约束方程,不需要进行矢量运算或者投影等,并且由于新方法将三维空间中的平移变换近似为四维空间中的旋转变换,故而可以统一求解含有R、P和C副的空间串联机械手逆运动学问题。 展开更多
关键词 空间6R串联机械手 逆运动学 四维旋转矩阵 倍矩阵 特征值求解
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空间刚体变换的倍矩阵描述方法 被引量：1
3
作者 张英 黄起能 +1 位作者 廖启征 魏世民 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第13期89-100,共12页
空间刚体变换的描述方法是机器人机构运动学分析的一个重要内容,描述方法对机构性能分析起着重要作用,不同的描述方法会导致机构运动学建模和求解的难易不同。基于对偶矩阵理论,类比倍四元数与对偶四元数的映射关系,提出并推导了空间刚... 空间刚体变换的描述方法是机器人机构运动学分析的一个重要内容,描述方法对机构性能分析起着重要作用,不同的描述方法会导致机构运动学建模和求解的难易不同。基于对偶矩阵理论,类比倍四元数与对偶四元数的映射关系,提出并推导了空间刚体位移和变换的倍矩阵描述新方法。该方法对空间线变换进行描述,可以描述空间刚体的全位姿变换。详细推导并证明了四维旋转矩阵、倍四元数和倍矩阵这三种空间刚体变换的近似描述方法之间的相互转换关系。这三种描述方法将三维空间刚体的平移转换为4维空间的旋转,进而实现了刚体平移和旋转量纲的统一,为其比较大小提供了一种尺度。 展开更多
关键词 空间刚体变换 对偶矩阵 倍矩阵 四维旋转矩阵 倍四元数
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