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文檔簡介
1、隨著機械臂研究技術的飛速發(fā)展,機械臂已遍布于航空航天、醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)、反恐排爆、服務等行業(yè)。本文研發(fā)的機械臂為冗余自由度的輕型機械臂,將應用于醫(yī)療按摩領域。由于質(zhì)量受到嚴格限制,該機械臂的剛度低、存在幾何誤差和柔性變形誤差。為了提高其使用性能,通過補償來減小機械臂的末端定位誤差是很有必要的。
為了更加深入地了解機械臂的幾何誤差形成原理并最終通過補償提高其精確度,本文在幾何誤差建模、參數(shù)辨識以及誤差補償方面進行了深入研究。首先基
2、于機械臂的運動學模型推導出了其幾何誤差模型,通過仿真實例驗證了該模型的正確性。接著對DH參數(shù)進行分類,分析了各類參數(shù)對機械臂末端定位精度的影響程度,這對機械臂的設計具有指導意義。然后提出了利用最小二乘法辨識機械臂的幾何參數(shù)誤差值。最后采用了攝動誤差的補償方法來補償機械臂的幾何誤差,并通過仿真驗證了該補償方法的有效性。
為了更加深入地了解機械臂的柔性誤差,本文首先將機械臂的關節(jié)柔性看作是電機轉(zhuǎn)子與連桿之間的線性彈簧,建立了動力學
3、模型,并對其振動特性進行了分析。接著針對柔性關節(jié)建立了柔性誤差模型。結(jié)合力雅克比矩陣的概念,推導出了機械臂由于自重對七個關節(jié)產(chǎn)生的力矩。此外,還提出了一種可靠的辨識機械臂關節(jié)剛度的方法。最后針對柔性誤差提出了真實可靠的補償策略。
在本文的實驗部分,首先進行了機械臂的重復精度實驗,然后針對機械臂的幾何參數(shù)誤差辨識和關節(jié)剛度辨識問題分別進行了實驗。在辨識結(jié)果的基礎上,利用前文的補償策略對機械臂進行了柔性誤差補償和幾何誤差補償工作。
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