六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)誤差分析和補(bǔ)償.pdf

1、并聯(lián)機(jī)構(gòu)以其剛度大、運(yùn)動(dòng)精度高、承載能力強(qiáng)以及運(yùn)動(dòng)慣量小等優(yōu)點(diǎn)，在眾多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的精度是其性能的重要指標(biāo)，要使其精度得到提高，就要對引起機(jī)構(gòu)末端位姿產(chǎn)生誤差的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析研究，以達(dá)到對其末端位姿誤差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)哪康?，從而提高其運(yùn)動(dòng)精度。
　　 本文以一種型式為6-PSS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)控制裝置為研究對象，對其進(jìn)行了誤差分析和補(bǔ)償?shù)难芯?，以使機(jī)構(gòu)末端位姿精度能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。其主要工作包括機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分

2、析、動(dòng)力學(xué)分析、誤差分析、誤差參數(shù)辨識(shí)以及誤差的補(bǔ)償。
　　 結(jié)合6-PSS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，應(yīng)用速度投影法求得了機(jī)構(gòu)的雅克比矩陣，以及二階影響系數(shù)矩陣，從而得到機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的速度及加速度的表達(dá)式，并在此基礎(chǔ)建立機(jī)構(gòu)的剛體系統(tǒng)動(dòng)力模型，然后，進(jìn)一步將連桿看作彈性桿，應(yīng)用有限元法建立6-PSS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的彈性動(dòng)力學(xué)模型。
　　 綜合考慮6-PSS并聯(lián)機(jī)構(gòu)各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差，應(yīng)用矩陣微分法建立機(jī)構(gòu)的誤差分析模型；根據(jù)機(jī)構(gòu)總誤差傳遞

3、矩陣的型式，應(yīng)用微分疊加原理對機(jī)構(gòu)各單項(xiàng)誤差源的特性進(jìn)行研究，分析各單項(xiàng)誤差源對末端位姿誤差的影響特性：應(yīng)用矩陣奇異值分解理論推得機(jī)構(gòu)的誤差敏感度的表達(dá)式，并對其特性進(jìn)行分析計(jì)算；對機(jī)構(gòu)彈性誤差及鉸鏈間隙誤差進(jìn)行了分析和計(jì)算。
　　 應(yīng)用激光跟蹤測量法測得6-PSS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的末端實(shí)際位姿，在考慮所有靜態(tài)誤差的基礎(chǔ)上，建立一種可以準(zhǔn)確地將桿長誤差和鉸鏈間隙誤差分離開的誤差辨識(shí)模型，并應(yīng)用最小二乘法對誤差辨識(shí)模型進(jìn)行求解，從而實(shí)現(xiàn)誤

4、差參數(shù)的辨識(shí)。
　　 應(yīng)用軟件補(bǔ)償法對所有靜態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差進(jìn)行補(bǔ)償，在6-PSS并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中，將鉸鏈間隙誤差及連桿彈性變形誤差等效為上下鉸鏈位置誤差來處理，然后對機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)進(jìn)行修正，對修正后的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解模型進(jìn)行求解，即可實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的誤差補(bǔ)償，從而提高機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度。
　　 本文將并聯(lián)機(jī)構(gòu)看作剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)的基礎(chǔ)上，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行誤差分析和補(bǔ)償過程中綜合考慮了靜、動(dòng)態(tài)誤差，很大的提高了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度，對此類型的并聯(lián)機(jī)構(gòu)