位置描述
六自由度Stewart平台在空间内进行位置描述,必须有一个总体坐标系。如图2-1所示,令 坐标系作为总体坐标系,空间内有一 点,想要对 点进行位置描述,就必须知道 点在 坐标系各坐标轴的距离,就可以定义一个 的矩阵作为矢量的描述,我们将这个位置矢量表示为 ,就可以唯一的表示坐标系中的任意一点。
姿态描述
六自由度Stewart平台的姿态描述指的是各个机构中各自随体坐标系相对于总体坐标系的姿态,一般来说六自由度Stewart平台的各个机构在工作中的姿态是不停变化的,这就需要找到一个固定的转换关系来描述各机构在总体坐标系中姿态的变化,可以建立一个旋转矩阵实现这种转换,旋转矩阵的建立一般采用多刚体的旋转坐标法,本文采用卡尔丹角坐标的方法进行分析。
卡尔丹角坐标法的旋转关系如图2-2所示,坐标系o-xyz经过多次旋转最终转换到坐标系O-XYZ的位置。
为了描述每一次旋转后的坐标变化关系,下面给出一个具体的例子,如图2-3所示,
所以在任何两个坐标系中,我们都可以利用该旋转矩阵进行姿态的转换。