留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

激光聚焦次镜支撑小型三自由度机构运动分析

王施相 郭劲 甘新基 王挺峰

王施相, 郭劲, 甘新基, 王挺峰. 激光聚焦次镜支撑小型三自由度机构运动分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3627-3633.
引用本文: 王施相, 郭劲, 甘新基, 王挺峰. 激光聚焦次镜支撑小型三自由度机构运动分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3627-3633.
Wang Shixiang, Guo Jin, Gan Xinji, Wang Tingfeng. Kinematic analysis of a 3-DOF mini mechanism based on laser beam focusing by bracing the secondary mirror[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(12): 3627-3633.
Citation: Wang Shixiang, Guo Jin, Gan Xinji, Wang Tingfeng. Kinematic analysis of a 3-DOF mini mechanism based on laser beam focusing by bracing the secondary mirror[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(12): 3627-3633.

激光聚焦次镜支撑小型三自由度机构运动分析

基金项目: 

长春市科技计划项目;长科技合(2013270)

详细信息
    作者简介:

    王施相(1991-),男,硕士生,主要从事多自由度并联机构用于激光聚焦方面的研究。Email:wsx2736@163.com

  • 中图分类号: TH741

Kinematic analysis of a 3-DOF mini mechanism based on laser beam focusing by bracing the secondary mirror

  • 摘要: 提出了利用一种可实现一个移动和两个转动的小型3自由度(3-DOF)并联机构来控制支撑激光聚焦次镜的方案。采用传统的欧拉角描述动平台运动方式,建立了小型3-PRS机构的运动学模型,分析了机构的正、逆运动学性能,进行了包括约束雅克比矩阵的建立和伴生运动的求解。基于运动学分析,定性分析了机构的奇异位形。联合ADAMS与MATLAB,计算了机构的可达工作空间,动平台绕x轴最大运动角度为15.167 1;绕y轴最大运动角度为13.319 4;沿z轴方向的移动大约为9.954 1 mm,分析证明该小型3-PRS机构完全满足支撑激光聚焦次镜结构的设计要求。
  • [1]
    [2] Yan Ziheng, Sui Xiaolin, Liu Bo, et al. Analysis and rectification of nonlinearity in frequency sweep of laser Doppler velocity measurement[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(8): 2413-2418. (in Chinese)
    [3] Qu Yanchen, Chen Huiying, Geng Lijie, et al. Research and developmet for optically pumped far-infrared gas laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(4): 1099-1105. (in Chinese)
    [4]
    [5] Pan Jingyan, Wu Shuangyang, Liu Guo, et al. Wind measurement techniques of coherent wind lidar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(7): 1720-1724. (in Chinese)
    [6]
    [7]
    [8] Shen Zicai, Cui Yun, Niu Jinchao. Applications and countermeasures of laser technology in space engineering[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(10): 2703-2711. (in Chinese)
    [9] Sun Jiming, Guo Jiang, Shao Mingdong, et al. Precise focusing for TDICCD camera with wide field of view[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(3): 602-607. (in Chinese)
    [10]
    [11] Chen Hongda, Chen Yonghe, Shi Tingting, et al. Error analysis for focusing mechanism of space camera[J]. Optics and Precision Engineering, 2013, 21(5): 1349-08. (in Chinese)
    [12]
    [13]
    [14] Shao Mingdong, Guo Jiang, Zhu Lei, et al. Effects of focusing method on principal point of aerospace mapping camera[J].Chinese Optics, 2013, 5(5): 773-779. (in Chinese)
    [15]
    [16] Huang Peng, Wang Liping, Guan Liwen, et al. Kinematic performance and accuracy analysis of new type 3-DOF parallel mechanism[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2010, 46(15): 1-7. (in Chinese)
    [17] Pond G, Carretero J A. Architecture optimisation of three 3-RS variants for parallel kinematic machining[J]. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2009, 25(1): 64-72.
    [18]
    [19]
    [20] Lee K-M, Arjunan S. A three degree of freedom micro-motion in-parallel actuated manipulator[C]//Robotics and Automation, Proceedings, IEEE International Conference on, 1989: 1698-1703.
    [21]
    [22] Carretero J, Nahon M, Gosselin C, et al. Kinematic analysis of a three-dof parallel mechanism for telescope applications[C]//Proceedings of the 1997 ASME Design Engineering Technical Conferences, 1997.
    [23]
    [24] Merlet J-P. Optimal design for the micro parallel robot MIPS[C]//Robotics and Automation, 2002. Proceedings. ICRA'02. IEEE International Conference on, 2002: 1149-1154.
    [25] Gosselin C, Angeles J. Singularity analysis of closed-loop kinematic chains[J]. Robotics and Automation IEEE Transactions on, 1990, 6(3): 281-290.
    [26]
    [27] Di Gregorio R, Parenti-Castelli V. Mobility analysis of the 3-UPU parallel mechanism assembled for a pure translational motion[J]. Journal of mechanical Design, 2002, 124(2): 259-264.
    [28]
    [29]
    [30] Li Y, Xu Q. Kinematic analysis of a 3-PRS parallel manipulator[J]. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2007, 23(4): 395-408.
    [31] Selvakumar A, Babu R, Sivaramakrishnan R. Simulation and singularity analysis of 3-PRS parallel manipulator[C]//Mechatronics and Automation(ICMA), 2012 International
  • [1] 张玮钒, 颜昌翔, 高志良, 王思宇, 申箫, 袁静, 董有志.  二自由度快速控制反射镜系统固有频率优化设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(6): 20200450-1-20200450-12. doi: 10.3788/IRLA20200450
    [2] 王方雨, 孙强, 戴明, 刘昕辉, 王成, 金夕雅.  反射式激光共聚焦显微镜性能变尺度评价方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 317001-0317001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0317001
    [3] 崔建军, 杜华, 朱小平, 薛梓, 闫勇刚, 陈恺.  3D激光扫描共聚焦显微镜计量特性分析及测试 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 817005-0817005(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0817005
    [4] 谢文亮, 沈正祥, 余俊, 王占山, 黄帆, 陈昌亚, 范峰.  X射线聚焦望远镜的支撑结构设计与力学实验分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 418002-0418002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0418002
    [5] 郭建增, 邱雄飞, 王杰, 刘盛田, 颜飞雪, 王植杰.  冷气流引射式小型DF激光器紧凑度分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1105006-1105006(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1105006
    [6] 杨维帆, 曹小涛, 张彬, 赵伟国, 林冠宇.  空间望远镜次镜六自由度调整机构精密控制 . 红外与激光工程, 2018, 47(7): 718007-0718007(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0718007
    [7] 韩威, 郑翔, 赵柏秦.  激光探测小型化收发系统设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 906008-0906008(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906008
    [8] 安明鑫, 薛闯, 张立浩, 徐抒岩, 董吉洪.  切向双脚架-运动学支撑结构的柔度研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 718001-0718001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0718001
    [9] 罗安治, 孙辉, 贾宏光, 赵明.  光电探测系统参数与非参数模型运动学标定 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 517005-0517005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0517005
    [10] 王施相, 郭劲, 甘新基, 王挺峰.  次镜支撑小型三自由度机构动力学及控制策略 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 918003-0918003(9). doi: 10.3788/IRLA201645.0918003
    [11] 李兴东, 李满天, 郭伟, 陈超, 孙立宁.  TOF激光相机六自由度位姿变换估计 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2231-2238.
    [12] 李孟麟, 朱精果, 孟柘, 任建峰, 肖芳, 张珂殊.  轻小型机载激光扫描仪设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1426-1431.
    [13] 方楚, 郭劲, 徐新行, 王挺峰.  压电陶瓷驱动FSM三自由度柔性支撑设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2987-2994.
    [14] 杜亮, 张铁, 戴孝亮.  激光跟踪仪测量距离误差的机器人运动学参数补偿 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2351-2357.
    [15] 汪宝旭, 朱明智, 陈晓娟, 王美聪, 吴文凯.  三自由度柔性镜框结构力学性能分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3998-4005.
    [16] 刘荣强, 金光, 刘兆晶, 张静, 吴楠.  多模块可展机构运动学分析及驱动设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 65-71.
    [17] 龙波, 邢廷文, 廖胜.  小型一体式次镜支架结构优化设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1176-1181.
    [18] 李季, 邢利娜.  用于空间聚光结构的折展机构设计与分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 36-42.
    [19] 王富国, 杨飞, 张景旭.  TMT三镜被动支撑系统的概念设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1269-1274.
    [20] 安其昌, 张景旭, 张丽敏.  望远镜次镜钢索支撑结构动力学分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2115-2119.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  383
  • HTML全文浏览量:  39
  • PDF下载量:  123
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-04-05
  • 修回日期:  2015-05-03
  • 刊出日期:  2015-12-25

激光聚焦次镜支撑小型三自由度机构运动分析

    作者简介:

    王施相(1991-),男,硕士生,主要从事多自由度并联机构用于激光聚焦方面的研究。Email:wsx2736@163.com

基金项目:

长春市科技计划项目;长科技合(2013270)

  • 中图分类号: TH741

摘要: 提出了利用一种可实现一个移动和两个转动的小型3自由度(3-DOF)并联机构来控制支撑激光聚焦次镜的方案。采用传统的欧拉角描述动平台运动方式,建立了小型3-PRS机构的运动学模型,分析了机构的正、逆运动学性能,进行了包括约束雅克比矩阵的建立和伴生运动的求解。基于运动学分析,定性分析了机构的奇异位形。联合ADAMS与MATLAB,计算了机构的可达工作空间,动平台绕x轴最大运动角度为15.167 1;绕y轴最大运动角度为13.319 4;沿z轴方向的移动大约为9.954 1 mm,分析证明该小型3-PRS机构完全满足支撑激光聚焦次镜结构的设计要求。

English Abstract

参考文献 (31)

目录

    /

    返回文章
    返回