以一種六自由度解耦式精調(diào)機為研究對象,將其分解為水平機構(gòu)和豎直機構(gòu),建立了正運動學(xué)模型和誤差模型,為結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差的標(biāo)定提供了理論依據(jù),以提高精調(diào)機的位姿調(diào)整精度。對于水平機構(gòu),采用牛頓迭代法獲得正運動學(xué)的數(shù)值解,并通過對運動支鏈的閉環(huán)矢量求導(dǎo),推導(dǎo)出誤差模型;對于豎直機構(gòu),推導(dǎo)了正運動學(xué)的解析解,并通過引入擾動量推導(dǎo)出誤差模型。根據(jù)MATLAB仿真結(jié)果,當(dāng)各結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差在[-2,2]mm范圍內(nèi),標(biāo)定前后水平機構(gòu)的最大位置調(diào)整偏差從2.1 mm改善為0.05 mm,最大姿態(tài)調(diào)整偏差從0.19°改善為0.02°;豎直機構(gòu)的最大位置調(diào)整偏差從1 mm改善為0.06 mm,最大姿態(tài)調(diào)整偏差從0.08°改善為0.02°。仿真結(jié)果表明,標(biāo)定方法可以減小由結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差引起的精調(diào)機位姿調(diào)整誤差。
【部分圖文】：

精調(diào)機的結(jié)構(gòu)如圖1所示。機架由外部的4個支腿固定;4個水平油缸的兩端為轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，一端Mi(i=1,2,3,4)固定在機架上，另一端Ni連接到上運動平臺，構(gòu)成水平機構(gòu)。上運動平臺裝有4個向下的豎直油缸，一端Pi固定在上運動平臺，另一端Qi通過高度相同的球鉸與下運動平臺相連，構(gòu)成豎直機構(gòu)。其中，Q2的球鉸底座與下運動平臺固定，Q1的球鉸底座可以沿著Q1和Q2方向滑動，Q3和Q4的球鉸底座可以在安裝平面內(nèi)滑動。水平機構(gòu)和豎直機構(gòu)分別由4個油缸驅(qū)動調(diào)整3個自由度，為冗余機構(gòu)，在后文的討論中，均略去一個油缸。在機架、上運動平臺和下運動平臺上分別建立剛體固連坐標(biāo)系{A}{B}{C}，{A}與{B}在初始位置時重合，{C}的原點OC為Q2球鉸的球心。精調(diào)機結(jié)構(gòu)參數(shù)以各點在其剛體上的局部坐標(biāo)的形式給出，如表1所示。用lih表示水平液壓缸兩端距離|MiNi|，liv表示豎直液壓缸兩端距離|PiQi|。精調(diào)機所需的工作空間為:平移量[-150,150]mm，旋轉(zhuǎn)量[-10,10]°。

并聯(lián)機構(gòu)的正運動學(xué)由于包含互相耦合的非線性方程，求解較復(fù)雜，除一些特殊機構(gòu)，難以得到解析解，因此通常只能得到數(shù)值解。本文采用最常見的數(shù)值解法———牛頓迭代法。根據(jù)機器人理論，各驅(qū)動桿的伸縮速度和末端位姿的變化速度滿足映射關(guān)系，即

如圖3所示，相對于上運動平臺，下運動平臺可沿著zB軸平移，繞xB軸和yB軸旋轉(zhuǎn)，有3個自由度(w，β，γ)，其坐標(biāo)轉(zhuǎn)化矩陣可表示為結(jié)構(gòu)參數(shù)d1=1 050,d2=429。根據(jù)坐標(biāo)系{C}的位置易知w=-lv2。已知油缸固定端Pi在{B}中的坐標(biāo)P1(d1,-d2,0),P2(-d1,-d2,0),P3(-d1,d2,0)，則油缸自由端鉸點Qi在{B}中的坐標(biāo)Q1(d1,-d2,-lv1),Q2(-d1,-d2,-lv2),Q3(-d1,d2,-lv3)。設(shè)平面Q1、Q2、Q3在坐標(biāo)系{B}中的表達式為
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳文家,周驥平,曲艷麗,趙明揚;一種四滑塊驅(qū)動的并聯(lián)機構(gòu)及其運動學(xué)建模[J];機械設(shè)計與制造工程;2001年05期

2 陳文家,陳書宏,楊玲,趙明揚;四滑塊平臺機構(gòu)及其運動學(xué)建模[J];中國機械工程;2002年15期

3 陳文家,陳書宏,張波,趙明揚;一種四自由度并聯(lián)機構(gòu)及其運動學(xué)建模[J];機械設(shè)計;2001年10期

4 李曉剛;林新峰;胡耀增;;基于6-UPS并聯(lián)構(gòu)型的運動學(xué)建模與仿真[J];山東工業(yè)技術(shù);2015年21期

5 趙明揚,陳文家,王洪光,陳書宏,房立金,徐志剛;混合型4自由度并聯(lián)機構(gòu)及其運動學(xué)建模[J];機械工程學(xué)報;2002年01期

6 韓江;曹偉;姜陽;夏鏈;;車銑復(fù)合機床運動學(xué)建模及逆解計算研究[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2019年09期

7 徐瀚;李靜;陳原;張榮敏;高軍;;基于螺旋理論的水下機器人矢量推進球面并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)建模[J];機器人;2016年06期

8 邱志成,談大龍,趙明揚;并聯(lián)機器人研究現(xiàn)狀[J];機械制造;2000年04期

9 史明輝;陳建魁;;基于解耦并聯(lián)角度調(diào)整機構(gòu)分析與研究[J];制造業(yè)自動化;2015年01期

10 沈惠平;許正驍;許可;鄧嘉鳴;楊廷力;;零耦合度且部分解耦的3T1R并聯(lián)機構(gòu)設(shè)計與運動分析[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2019年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 姚太克;一類三自由度并聯(lián)機構(gòu)的特性研究與優(yōu)化設(shè)計[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

2 屈淑維;廣義混聯(lián)機構(gòu)解耦的統(tǒng)一理論模型與型綜合方法[D];中北大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張超;轉(zhuǎn)動解耦并聯(lián)機構(gòu)型綜合及新機型分析[D];燕山大學(xué);2014年

2 林偉陽;平面并聯(lián)機構(gòu)運動控制和解耦問題的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

3 汪毅;兩種含間隙解耦并聯(lián)機構(gòu)動力學(xué)仿真與混沌現(xiàn)象研究[D];燕山大學(xué);2016年

4 張占葉;兩種解耦并聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型與運動學(xué)分析及其混沌辨識[D];燕山大學(xué);2014年

5 李明洋;一種解耦并聯(lián)機構(gòu)動力學(xué)分析與混沌現(xiàn)象辨識[D];燕山大學(xué);2015年

6 王華明;具有三轉(zhuǎn)動的少自由度廣義解耦并聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型綜合研究[D];燕山大學(xué);2017年

7 朱紅磊;基于虛擬現(xiàn)實平臺的線纜運動學(xué)建模與安裝仿真技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

8 常威;移動解耦并聯(lián)機構(gòu)型綜合及樣機研制[D];燕山大學(xué);2014年

9 黃桂東;解耦式振動傳輸系統(tǒng)視覺伺服控制技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2016年

10 劉小楊;五軸柔性生產(chǎn)線上零件形面特征在機檢測系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2020年

本文編號：2867699