尤晶晶 符周舟 吴洪涛 李成刚 周 为

(1.南京林业大学机械电子工程学院， 南京 210037； 2.南京林业大学汽车与交通工程学院， 南京 210037；3.南京航空航天大学机电学院， 南京 210016； 4.江苏省精密与微细制造技术重点实验室， 南京 210016)

引言

1965年，英国工程师STEWART[1]在进行飞行模拟器的研究中首次提出一种含6条相同支链的并联机构。与串联机构相比，并联机构具有结构紧凑、输出精度高、动态特性好、承载能力强等特点[2]，这些优点使其能够适用于光学望远镜中主镜和副镜的位姿调整[3]、主从遥操作中手控器的驱动[4]、精密仪器中六维振动的传感[5]及隔离[6]等场合。然而，在实际应用中，六自由度并联机构的实时反馈控制一般很难实现，这限制了执行器的工作精度和效率，严重影响了进一步的推广应用。究其原因，由于多输入、多输出量的强耦合性，六自由度并联机构的正向运动学问题[7]最终归结为多元非线性方程组的求解，这个过程极其复杂，是继空间6R串联机器人位移分析完成后的又一机构学难题。

Stewart机构是六自由度并联机构中最基本的构型[8]，主要包括平台型和台体型两大类，它们的正向运动学问题引起了众多学者的广泛关注。从研究方法上看，主要有数值法和解析法两种。数值法的优点是省去了对约束方程的繁琐的消元处理过程，直接运用Newton-Raphson等数值逼近的思路[9-11]求解非线性方程组；然而，这种方法不能得到全部解，且初值选取及搜索算法对收敛性、效率、精度的影响较大，同时不利于速度、加速度的分析。……