基于复合单叶双曲面的广义 Stewart 平台全局动态各向同性优化设计#br#

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2015.02.018

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2015, Vol. 43 ›› Issue (2): 120-126.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2015.02.018

基于复合单叶双曲面的广义 Stewart 平台全局动态各向同性优化设计#br#

田体先姜洪洲^† 何景峰佟志忠黄其涛

哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨 150001

收稿日期:2014-08-05 修回日期:2014-10-06 出版日期:2015-02-25 发布日期:2014-12-31
通信作者: 姜洪洲(1971-)，男，教授，主要从事并联机构研究． E-mail:jianghz@hit.edu.cn
作者简介:田体先(1985-)，男，博士生，主要从事并联机构研究． E-mail: tiantixian@163． com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(50975055，51175100)

Optimal Design of Generalized Stewart Platform with Global Dynamic Isotropy Based on a Pair of Circular Hyperboloid of one Sheet

Tian Ti-xian Jiang Hong-zhou He Jing-feng Tong Zhi-zhong Huang Qi-tao

College of Mechatronics Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，Heilongjiang，China

Received:2014-08-05 Revised:2014-10-06 Online:2015-02-25 Published:2014-12-31
Contact: 姜洪洲(1971-)，男，教授，主要从事并联机构研究． E-mail:jianghz@hit.edu.cn
About author:田体先(1985-)，男，博士生，主要从事并联机构研究． E-mail: tiantixian@163． com
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China(50975055，51175100)

摘要/Abstract

摘要： 标准 Stewart 平台对负载的苛刻要求使其无法实现完全动态各向同性，而基于复合单叶双曲面的广义 Stewart 平台以解析形式给出了其满足局部完全动态各向同性的参数约束条件，打破了对负载特性的限制．为进一步衡量广义 Stewart 平台在大运动范围下的模态频率特性，文中基于模态分析理论，提出了一种新的全局动态各向同性指标;以此为优化目标，以局部完全动态各向同性解析条件为约束，提出了满足局部完全动态各向同性且在全域工作空间内具有最优全局动态各向同性的结构优化方法．设计实例表明，该方法为大运动范围 Stewart 并联平台的设计提供了新路线．

关键词: 单叶双曲面, 全局动态各向同性, Stewart 平台, 优化设计

Abstract: The traditional Stewart platform cannot achieve complete dynamic isotropy due to its strict payload re-quirement，while the generalized Stewart platform based on a pair of circular hyperboloid of one sheet gives the ana-lytical form of parameters constraint conditions satisfying local complete dynamic isotropy，and breaks the limit of payload characteristics． In this paper，for the purpose of measuring the modal frequency characteristics of general-ized Stewart platform in large workspaces，a new global dynamic isotropy index is proposed based on the modal a-nalysis． By using this index as the optimal goal and by taking the analytical form of local complete dynamic isotropy as the constraint condition，a structural optimization method，which satisfies the local complete dynamic isotropy and the best global dynamic isotropy in workspace，is proposed． Design example shows that the proposed method provides a novel approach to designing Stewart parallel platform in large workspaces．

Key words: circular hyperboloid of one sheet, global dynamic isotropy, Stewart platform, optimal design

中图分类号:

TH113

田体先姜洪洲何景峰佟志忠黄其涛. 基于复合单叶双曲面的广义 Stewart 平台全局动态各向同性优化设计#br#[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(2): 120-126.

Tian Ti-xian Jiang Hong-zhou He Jing-feng Tong Zhi-zhong Huang Qi-tao. Optimal Design of Generalized Stewart Platform with Global Dynamic Isotropy Based on a Pair of Circular Hyperboloid of one Sheet[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2015, 43(2): 120-126.

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基于复合单叶双曲面的广义 Stewart 平台全局动态各向同性优化设计#br#

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