Stewart平台斜棱柱虎克铰工作空间分析

摘要

为了解决大范围运动条件下Stewart平台发生虎克铰干涉问题，提出斜棱柱虎克铰干涉模型.首先，考虑斜棱柱的倾角参数，建立描述斜棱柱虎克铰的参数化模型，分析典型干涉状态下虎克铰工作空间的数学描述，建立虎克铰工作空间定量评价指标；其次，对铰座结构参数进行归一化处理，分析斜棱柱虎克铰角度参数、尺寸参数与工作空间之间的关系，建立斜棱柱虎克铰的设计准则；最后，设计包含12个斜棱柱虎克铰的Stewart平台，将虎克铰干涉模型与Stewart平台运动学反解相结合，将动平台位姿映射入虎克铰工作空间，进行大范围运动实验.实验结果表明，极限工况中虎克铰最大转角不超过理论转角极限0.3°，验证了斜棱柱虎克铰干涉模型在Stewart平台避障应用中的有效性.

关键词

Stewart平台 / 工作空间分析 / 虎克铰 / 逆运动学 / 铰座干涉

基金资助

起重机械关键技术全国重点实验室开放基金项目（SKLCM2022-02）; 湖南省自然科学基金资助项目（2025JJ50225）; 国家留学基金资助项目（202406720053）