经过一段时间思考,我发现Stewart平台如果三个欧拉角限制在60°以内,是不会涉及奇异问题的。
我发现,超过90°的转动角以后,是可以有二值奇异的,也就是一套腿长对应两种位姿。
而实际的硬件产品的转动幅度和位移距离都很小(受硬件伸缩距离限制),因此似乎不涉及奇异问题。
而搜到的资料都是互相传抄的多,很多提及奇异问题,但没有一篇详细描述Stewart平台实际应用中奇异问题的。
因此,如果了解这些奇异位姿,请列举一下奇异的例子,或者和我一起质疑奇异位姿的存在。
经过一段时间思考,我发现Stewart平台如果三个欧拉角限制在60°以内,是不会涉及奇异问题的。
我发现,超过90°的转动角以后,是可以有二值奇异的,也就是一套腿长对应两种位姿。
而实际的硬件产品的转动幅度和位移距离都很小(受硬件伸缩距离限制),因此似乎不涉及奇异问题。
而搜到的资料都是互相传抄的多,很多提及奇异问题,但没有一篇详细描述Stewart平台实际应用中奇异问题的。
因此,如果了解这些奇异位姿,请列举一下奇异的例子,或者和我一起质疑奇异位姿的存在。
引自免费微信小程序:皆我百晓生
Stewart平台是一种六自由度并联机器人,其奇异点是指在某些特定的构型下,输入与输出之间的关系变得不确定或无穷大。对于Stewart平台而言,奇异点主要出现在以下几种情况:
完全对称配置: 当平台的所有六个支腿处于相同的伸缩长度时(例如全部为零或全部达到最大伸缩长度),平台将无法实现任何旋转和平移运动,因为此时力和力矩都无法施加。
三个轴共线: 如果平台绕某一个主轴(X、Y或Z)旋转至该轴与基座平面的法线方向重合,即当三个平行的支腿位于同一平面上时,会形成奇异点。例如,当平台绕Z轴旋转90°时,若此时三个垂直于Z轴的支腿长度相同,则平台在此位置处失去一个自由度,导致奇异。
两个支腿同时接触: 在极端情况下,如果有两根支腿同时接触到平台底面的同一个点(而非均匀分布在支撑圆上),也会出现奇异现象,因为这时平台失去了唯一确定的位置和姿态。
高度奇异: 当平台沿垂直方向(Z轴)移动到极限位置时,可能会出现奇异点,尤其是在设计限制下,支腿长度调节范围有限,平台不能继续上升或下降,而此时可能还存在某个角度下的旋转需求。
由于实际应用中,硬件设计通常会避免这些奇异点,并通过合理的行程设计和控制器算法来防止系统进入奇异区域。在数学描述上,奇异点可以通过雅可比矩阵(Jacobian matrix)来分析,当雅可比矩阵的行列式值为零时,表明系统处于奇异状态。
由于文字形式无法展示模拟图或提供完整代码实例,这里只能抽象地描述奇异点的现象。如果您需要深入研究如何计算Stewart平台的奇异点以及如何设计控制算法以规避奇异点,您可以参考以下链接中的学术论文和技术文档:
请根据实际情况替换上述链接地址,以便查阅相关资料。