肖 霄，宫金良，张彦斐

（山东理工大学机械工程学院，山东淄博255091）

在用户与计算机的交互过程中，鼠标是典型的二维控制器，通过它可以实现对计算机系统的各种操作，但是对于三维空间来说，它们并不太合适，因为三维空间中物体具有6个自由度，目前很难找出比较直观的办法把鼠标的平面运动映射成三维空间运动［1－3]．然而随着科学技术的迅猛发展，对能够实现多自由度移动或转动控制的多维控制器需求越来越广泛，如虚拟现实技术、遥操作技术、计算机辅助设计、计算机三维动画设计以及数据可视化等，这些领域都需要一个多维控制设备来有效实现三维空间中物体的多自由度控制［4－5]．基于文献［6] 提出的六维控制器设计方案，本文着重对其机械本体3－UPS并联机构进行运动学分析，从而为该六维控制器结构参数优化设计以及控制电路设计提供必要的理论依据．图1所示为3－UPS并联机构三维模型，它由动平台、静平台以及3个相同的UPS支链构成，其中虎克铰U由绕垂直于静平台平面的轴线和平行于静平台平面的轴线转动的两个转动副构成，且两轴线交于一点．图2给出了3－UPS并联机构的结构简图．

3－UPS并联机构的运动学分析包括两个方面：一方面是在已知机构几何参数和关节变量的情况下求解动平台相对于参考坐标系的位置和姿态，称为3－UPS并联机构的运动学正解；另一方面是在已知机构几何参数以及动平台相对于参考坐标系位置……