多維控制器的實(shí)現(xiàn)機(jī)理和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、具有力反饋功能的多維控制器在人機(jī)交互，遙操作、虛擬現(xiàn)實(shí)、主從式機(jī)器人等領(lǐng)域扮演著重要角色，直接決定了主從式機(jī)器人的控制效果和遙操作系統(tǒng)的操作性能。本文以具有力反饋功能的新型六自由度控制器為研究對象，主要完成了以下幾部分工作：
　?。?）針對多維控制器的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)了一種適用于多維控制器的新型六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡潔，易于加工制造；所有驅(qū)動(dòng)電機(jī)均置于機(jī)架上，動(dòng)力性能好；針對該并聯(lián)機(jī)構(gòu)正解求解復(fù)雜，求解速度慢，及具

2、有多解性等問題，本文采用冗余傳感器法求解該新型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位置正解，這種方法求解速度快，能夠確定并聯(lián)機(jī)構(gòu)末端的精確位姿，保證了多維控制器位置控制的實(shí)時(shí)性和精確性；在位置正解的基礎(chǔ)上建立逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程并得到位置反解的解析解，為多維控制器實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的位置控制做好了準(zhǔn)備。
　?。?）在運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上，對影響系數(shù)法進(jìn)行了擴(kuò)展應(yīng)用，將影響系數(shù)法應(yīng)用到支鏈為混聯(lián)運(yùn)動(dòng)鏈的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，計(jì)算出了新型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的一階、二階影響系數(shù)矩陣，并建立了機(jī)構(gòu)速度和加速度

3、模型；基于影響系數(shù)矩陣，采用Newton-Euler法，建立了考慮構(gòu)件重力，慣性力，控制器操作手柄受力的動(dòng)態(tài)靜力學(xué)數(shù)學(xué)模型，為多維控制器實(shí)現(xiàn)力反饋提供了理論基礎(chǔ)。
　　（3）提出了一種搜索速度快、搜索精度高的改良極坐標(biāo)搜索法，并利用該搜索法繪制出了并聯(lián)機(jī)構(gòu)定姿態(tài)工作空間的截面圖和實(shí)體圖。以內(nèi)接于工作空間且高度H與直徑D相等的圓柱體的直徑為目標(biāo)，獲得結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作空間直徑的關(guān)系曲線，并關(guān)系曲線給出十組工作空間大的機(jī)構(gòu)參數(shù)，為六維控制