stewart机构的误差建模与参数标定方法研究（可复制论文）.pdf

摘要并联机器人是先进制造领域的个重要发展方向。在其产业化道路上,现阶段仍然存在着一个发展瓶颈,那就是运动学精度问题。本文以并联机构作为研究对象,进行了误差建模与参数标定的研究。通过分析该机构的结构组成特点,研究了运动误差的主要来源,确定出误差模型中的参数组成。在机构的六条支链的每个运动杆件—晗担贸龈鞴辜间的坐标转换关系。采用并联机构运动影响系数法得到了相应的误差影响系数,确定鼓┒宋蛔宋蟛钣敫鞴辜蟛钪涞暮成涔叵担在语言环境下编制了误差分析程序,以该机构工作零位及工作空间边界点作为分析点,绘制了误差影响曲线。以机构的上、下铰链正恢梦蟛睢⒏顺の蟛罴盎构潭ㄗ晗涤肟刂坐标系间的夹角误差作为标定参量,采用运动学方程微分法得出参数标定模型。采用算法编制出沟牟问媸冻绦颉V贫ǔ误差评定指标。利用六维动态测量仪曰菇性硕饬康贸鑫蛔数掘,通过数据处理得到机构在不同位姿处的运动学误差矩阵,将其输入参数辨识程序,得到标定后的机构参数,并进行误差补偿。关键词运动学精度;梗晃蟛罱#辉硕跋煜凳槐甓ń参数识别了误差分析模型。
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第滦髀并联机器人发展简述.⒘;魅说奶岢黾疤氐人类幻想以久的与其自身功能相似的机械和装置。对平联机构的研究最早究平台也被称为教见图⒈挥τ糜诜尚心D馄鞯闹圃臁年,,成为先进制造领域的一个研究热点。人类在探索客观世界的过程中,也在不断地探索着其自身。机器人是可以追溯到十九世纪,后来在年法国人瓽采用并联机构制造出汽车轮胎试验装置。年英国高级工程师甋发表了题为《穆畚膌,引起广泛关注,相应的研平台作为机器人机构。随后,,并成功地将褂糜谧芭浠魅说纳杓浦圃欤了真正意义上的并联机构装备,这标志着制造装备在结构技术上的突破性进展。到八十年代末特别是九十年代以来,教图—
.谕獠⒘;魅思际醯姆⒄棺纯的优点:的,而并联机器人的运动学计算潞寐懔苏饴榉常唇饧虻サ奶氐恪—。实现了互补,在结构和性能特点上存在对偶关系⋯.并联机器人从结构上看,是用多根支杆的两端通过球铰或虎克铰分别与上下两平台连接而形成的。这些支杆在驱动器的驱动下可以独立地伸缩,并以此来改变上平台在空间的位置和姿态【俊S捎诓⒘;魅说脑硕教ㄓ几个简单的串联运动链并行驱动,因此与传统的串联结构的机器人相比,它的工作空间比较小,运动灵活性也不如串联机器人的高,作业空间中存在杆件干涉和奇异位形;但是同时并联机器人也有串联机器人所无法比拟硕教ㄍü喔鲈硕从牖芟嗔樱虼似浣峁菇舸铡⒏招院谩承载能力高、能重比大;⒘;姑挥谢畚蟛睿ǘ冉细Γ⒘;谷菀资迪纸爸弥糜诨匣蚴强拷牡胤剑轻了运动部分的重量,减小了系统的惯性,具有良好的运动性能;ρ匦越虾茫诔叽缭黾邮比阅鼙3至己玫亩ρ匦裕⒘;魅送捎枚猿平峁梗涓飨蛲院茫釉硕У慕嵌人担魅说脑谙呤凳奔扑闶钦攵栽硕Х唇饨由此可以看出串、并联机器人在特点上有着鲜明的对比,在优缺点上因此,串、并联机器人在应用上不是替代关系而是互补关系,并联机器人有它的特殊应用领域,可以说并联机构的出现,扩大了机器人的应用范围。由于并联机器人的上述特点,国内外学术界和工程界对研究和开发并联机器人技术都非常重视,在许多大型学术会议上均设有专题讨论,由此成为了机构研究及装备制造领域新的研究热点,并联机器人技术得到了快速发展,也逐渐在很多领域得到实际应用。年在芝加哥国际机床博览会’厦拦鶪和英国公司首次展出了称为“六足虫”汀氨异型”牟⒘=峁故鼗布庸ぶ行见图⒁鹆燕山人学工学硕士学位论文。
.⒘;魅说闹饕Sτ昧煊轰动,被誉为“二十世纪机床机构的最大变革与创新”。其后各主要工业国家都投入了大量的人力和物力进行并联机器人和并联机床的研究与开发。比如,美国的计划、德国的苹⒂膳访宋被嵬蹲计划等。在国内,对于并联机器人的研究开始于年,当时主要集中在高等院校中。最早的系统性开展并联机器人机构学理论研究的是燕山大学的黄真教授,他在国家自然科学基金的资助下,于年研制出我国第一台并联机器人实验室样机糽一,并全部使用国产器件制成。年在燕山大学又研制出了六自由度机器人误差补偿器。同时,哈尔滨工业大学、清华大学、天津大学、中科院沈阳自动化所等单位也先后开展了研究。而且,我国己经将以并联机构为基础的并联机器人的研究与开发列入国家“九五”攻关计划和呒际醴⒄辜苹喙鼗±砺垩芯苛玫焦易匀豢学基金和国家攀登计划的资助。由于相对于传统的机器人,并联机器人有着鲜明的特点和互补性的优势。因此,国内外学者在对并联机器人进行机构理论研究与分析后,充分应用它的性能优点,实现了并联机器人在许多领域的广泛应用。第滦髀图啻笱兄频牟⒘;魅搜图公司的·—.
还有德国机床和成形技术研究所为实现高速加工模具而开发的硕D