基于旋量的4UPS/UPR并联机构动力学建模及分析

简介

针对4UPS/UPR少自由度并联机构的动力学建模问题,提出了基于旋量代数的动力学建模方法。首先,给出了旋量速度、加速度在物体坐标系及空间坐标系的表示形式,以此为基础将传统形式的牛顿-欧拉公式表示为旋量形式,并对其坐标不变性进行了证明。结合虚功原理,得到了并联机构包括动平台及分支的动力学Hessian矩阵,建立了其动力学模型,并给出了动力学耦合指标。结合数值算例,将理论计算结果与ADAMS仿真结果进行比较验证了上述动力学建模方法的正确性,并对4UPS/UPR机构动力学指标表征的物理意义进行了阐述。基于旋量的动力学建模方法形式简洁紧凑、易于编程,为其他机构的动力学建模提供了理论参考。