Soporte de seguimiento para telescopio basado en mecanismo paralelo esférico coaxial

ZONG Yonghong ,  

LI Xiyu ,  

GAO Xin ,  

HAO Sanfeng ,  

LEI Chengqiang ,  

DING hua ,  

摘要

Para satisfacer las demandas de tareas de seguimiento fotoeléctricas de alta respuesta dinámica, alta precisión y amplio rango, se estudió un soporte de seguimiento para telescopio basado en un mecanismo paralelo esférico coaxial. Se establecieron modelos cinemáticos directos e inversos del soporte basados en la relación entre vectores geométricos y espinores, y se estudió un método de solución que utiliza iteración en dominio de confianza combinado con restricciones de modo de ensamblaje para filtrar una solución cinemática única. Utilizando la matriz jacobiana para calcular el número condicional, y bajo la restricción del ángulo superpuesto de las ramas adicionales, se analizó el espacio de trabajo del soporte sin colisiones ni falta de grados de libertad. Los resultados del análisis muestran que el ángulo de cabeceo del soporte es de 48,4° a 131,6°, y el ángulo de rumbo es ilimitado. Finalmente, se propuso un método de planificación de trayectoria que combina el Slerp de cuaterniones unitarios con la continuidad de la velocidad mediante curvas de Bézier cúbicas, logrando un movimiento continuo y suave del soporte entre diferentes posturas. Los resultados experimentales muestran que el orden de magnitud del error angular del método cinemático propuesto es al menos < 10^-11°, validando la alta coherencia entre el modelo construido y el modelo resuelto. En el experimento de puntería en múltiples posturas clave, la postura y la velocidad angular del soporte aseguran una convergencia continua y suave dentro del tiempo de planificación establecido, y toda la trayectoria carece de puntos singulares, validando aún más las excelentes características estructurales y capacidades de movimiento del soporte de seguimiento para telescopio basado en un mecanismo paralelo esférico coaxial.

关键词

Mecanismo paralelo;Soporte de seguimiento para telescopio;Cinemática;Espacio de trabajo;Planificación de trayectoria

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