一種新型四自由度姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)的誤差補(bǔ)償策略研究.pdf

1、密切結(jié)合國(guó)家飛機(jī)制造業(yè)對(duì)部件級(jí)精密對(duì)接裝備的重要需求，在國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目和教育部博士點(diǎn)基金的資助下，本文以一種新型四自由度姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)PaQuad為對(duì)象，深入研究這類含鉸接動(dòng)平臺(tái)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的幾何誤差補(bǔ)償策略，內(nèi)容涉及位置逆解與速度映射、誤差建模與驗(yàn)證、精度分析與預(yù)估以及運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定等。取得的研究成果如下:
　　1.位置逆解與速度映射。結(jié)合PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，利用矢量鏈法建立該機(jī)構(gòu)的位置逆解模型;基于螺旋理論建立該機(jī)構(gòu)的

2、速度映射模型，獲得其全階速度雅可比矩陣。
　　2.誤差建模與驗(yàn)證。利用螺旋理論建立PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)末端位姿誤差與各支鏈幾何誤差間的誤差映射模型，并借助商用SolidWorks軟件對(duì)誤差模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證，為指導(dǎo)裝配工藝與物理樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定提供數(shù)學(xué)模型。
　　3.精度分析與預(yù)估。基于靈敏度系數(shù)法對(duì)幾何誤差源進(jìn)行精度分析，通過設(shè)計(jì)裝配工藝來消除/抑制靈敏度較大的幾何誤差，保證物理樣機(jī)具有一定的基礎(chǔ)精度。同時(shí)通過測(cè)量手段確定幾

3、何誤差值，并基于區(qū)間理論，預(yù)估幾何誤差源對(duì)物理樣機(jī)末端精度的影響程度，為合理簡(jiǎn)化參數(shù)辨識(shí)模型提供理論依據(jù)。
　　4.運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定。在精度預(yù)估基礎(chǔ)上，建立基于激光跟蹤儀的PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)誤差參數(shù)辨識(shí)模型，借助商用SolidWorks軟件仿真運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定流程，驗(yàn)證其有效性。將上述流程應(yīng)用于PaQuad物理樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定，使得沿α、β和γ三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的最大姿態(tài)偏差由0.197°、0.522°和2.098°分別降低至0.027°、0.0