一种并联机床运动平台位姿测量方法

提出一种采用附加测量机构直接测量并联机床运动平台位姿精度的方法。其基本思想是根据运动平台的运动特性在固定平台和运动平台之间增设附加测量机构,当运动平台运动时带动测量机构运动,通过安装在测量机构上的传感器测得广义坐标参量,经运动学建模即可得到运动平台的位姿。当测量机构位姿正解速度满足实时控制要求时,利用该反馈信息对机床进行实时精度补偿和控制。基于上述思想建立的并联机床位姿测量系统可部分排除机床切削力     

平面并联微动平台位姿检测系统的研究

针对微动并联机器人工作空间小、位姿测量时安装传感器比较困难的情况,提出了一种基于双目视觉原理的检测方法。根据图像坐标和世界坐标的对应关系,从两幅对应图像中抽取必要的特征点的信息,建立了基于特征点匹配的三自由度微动平台的位姿测量模型。这种求解位姿的方法,信息量少,运算量小,处理速度快,所需时间短,尤其适于动态测量。测量系统由两台较高分辨率的摄像机、高速数据采集卡、工业PC机以及相关软件组成。分析了测量中相关的误差,并提出了相应措施。在整个测量方案中,所用技术比较成熟,各种设备造价适中,有利于在工业现场实现和推广。     

基于并联理论的单目视觉位姿估计

搭建了一种主动式测量系统用于测试伺服稳定平台的伺服精度.以此系统为基础,提出了基于并联理论的单目视觉位姿测量方法.介绍了系统的硬件组成和系统测量原理,分析了系统的分辨率.给出了激光点在投影靶坐标系下的计算原理及过程.然后,从并联机构的自由度出发,将视觉测量系统等效地转化为一个并联机构,将视觉测量系统的位姿估计问题转换为并联机构的正解问题.利用并联机构的运动影响系数迭代求解系统的位姿,由并联机构关节螺旋直接得到影响系数,由此简化了推导过程.仿真和实验结果表明:系统的姿态测量精度为±0.05°.该方法能够快速稳定的收敛,基本达到了系统的设计要求.     

一种两自由度并联机构的位姿分析

对一种具有被动链的两自由度并联机构进行了位姿分析,推导了机构的位姿反解,讨论了位姿正解,给出了该种机构位姿的数值仿真实例,为该种并联机构的进一步研究提供了借鉴.     

一种3-PRS并联机器人位姿误差的数值计算方法

精度是衡量并联机器人工作质量优劣最主要的指标之一,常采用运动学推导和全微分的方法进行分析。文中针对公式复杂及全微分省略高次项带来精度下降等问题,用数值方法求解末端实际位姿来计算误差。在理想(不包含误差)的情况下通过逆解计算理论输入等参数;然后加上误差,用逆解求出的参数作为初值进行正解非线性方程组迭代求解,求得末端实际位姿,进而计算误差;最后用算例验证了方法的有效性及可行性。正解非线性方程组迭代求解直接采用高级语言的非线性方程组求解函数,文中采用的初值设置方法总能保证收敛到真实解,编程方便,计算精度高。     

并联机床工件位姿测量

因为并联机床的虚实轴之间的非线性关系，使得并联机床工件定位方法不同于传统机床。研究了并联机床工件位姿测量的基本方法，并给出了相关的计算公式。按这些方法设计的工件测量软件模块在并联机床工件测量中得到运用。     

基于D-H矩阵的2-RPaRSS并联机构位姿误差建模与补偿

针对4自由度2-RPaRSS并联机构,利用D-H变换矩阵法建立了机构运动学及单条支链的位姿误差模型,并由此得到了机构基于各运动副误差(制造误差、安装误差、磨损误差等)的动平台位姿误差模型;运用该误差模型对2-RPaRSS并联机构的进行了误差分析和计算,给出了机构驱动角对动平台位姿误差的影响情况;同时建立了单支链的误差辨识模型,并由NSGA2算法求得了各误差的近似最优解,通过误差补偿使并联机构的位姿精度得到明显提高。     

新型4自由度并联机器人位姿误差分析

将一种新型四自由度并联机器人等效为由串联机构构成的空间闭环机构 ,运用 Denavit- Hartenberg方法提出了运动平台位姿误差的一种分析算法。利用这个算法可以分析各种构件加工、安装误差对运动平台位姿精度的影响。进行了数值仿真验证了算法的正确性。最后分析出对位姿精度影响较大的因素 ,通过重视这些因素可提高实际机构的操作精度     

3-RPR并联机构的位姿分析及其运动仿真

以3-RPR并联机构为研究对象,对机构进行了运动分析,计算机构的位姿正解和反解,得出机构的六组解,然后用UG软件对机构进行运动分析仿真,分别对于单轴驱动和三轴驱动下机构的动平台的位移,速度和加速度的分析,为该机构的以后的分析研究和开发奠定了基础。     

一种平面三自由度并联机构设计及其应用

提出了一种3-SPP平面三自由度并联机构。针对该机构先从理论上进行了自由度数计算和运动学分析,然后完成了该机构的结构设计和样机试制,最后在大型激光器的大口径光学元件安装和拆卸中进行机构设计目标验证。实验结果表明,该机构满足设计运动期望,达到了定位精度和可调范围指标,实现了对大口径光学元件位姿的精确调整。     

一种新型平面组合传感器的误差建模与分析

设计了一种新型三自由度位姿测量平面组合传感器装置，用于完成对平面运动的两个移动自由度和一个转动自由度的动态测量。介绍了传感器的机构构成和测量原理，利用微分法原理建立了误差模型，对误差产生原因进行分析，得出了机构误差对测量精度的影响曲线，试验和仿真验证了新型平面组合传感器机构的合理性。新型平面组合传感器机构简单，测量精度高，适用于特定环境下的高精度平面运动位姿测量。     

并联机床动态特性研究的理论与实际意义

针对并联机床的研究现状 ,从刚体动力学、弹性体动力学、加工过程稳定性、加工精度等方面综述了并联机床动态特性研究的理论与实际意义 ,明确了并联机床在工程应用中亟待解决的关键技术问题     

基于单目视觉的并联机器人末端位姿检测

高效、准确地检测机器人末端位姿误差是实现运动学标定的关键环节。提出一种基于单目摄像机拍摄立体靶标序列图像信息的末端执行器6维位姿误差辨识方法,构造具有平行四边形几何约束的四个空间特征点,并以平行四边形的两个消隐点为约束,建立空间刚体位姿与其二维图像映射关系模型,实现末端位姿的精确定位,然后以Delta高速并联机器人为对象,进行了运动学标定试验,验证该方法的有效性,为这类机器人低成本、快速、在线运动学标定提供重要的理论与技术基础。     

平面结构冗余并联机构的误差敏感度分析

针对一种含闭环支链的平面结构冗余并联机构进行误差敏感度分析。分析了该机构的逆运动学和正运动学。基于矩阵法建立了机构的误差模型,并通过反解、正解结合的方法对该误差模型进行了验证。基于误差模型,得到了评价机构误差敏感度的指标,绘制了各指标在工作空间内的等值线图。基于误差敏感度指标,定义了低误差敏感性工作空间,绘制了低误差敏感性工作空间在工作空间中的分布图。与平面3-RRR并联机构进行了误差敏感度对比分析。结果表明,该机构的低误差敏感性工作空间占比较大,同时可以通过调节其冗余支链不断扩大低误差敏感性工作空间,使机构在大范围空间中保持低误差敏感性。     

冗余驱动支链对3RPS并联机构刚度的改善

在考虑雅可比矩阵变化与动平台姿态偏移之间映射关系的基础上,基于螺旋理论和矢量微分法建立了3RPS并联机构末端位姿偏移与支链构件变形之间的映射模型。首先采用螺旋理论和矢量微分法分析了支链各构件刚度与整个支链刚度之间的关系,然后建立了3RPS并联机构的瞬时刚度模型,并分析了雅可比矩阵的变化对机构刚度的影响。对冗余驱动支链改善并联机构刚度的原理进行了分析,建立了冗余驱动并联机构的整机刚度模型。仿真分析和实验验证,冗余驱动支链确实能够改善并联机构的刚度。     

基于MATLAB实现平面四杆机构运动仿真

本文利用MATLAB软件实现平面四杆机构及其演化形式的运动仿真,为平面四杆机构的设计与分析提供一条便捷的途径。     

德国并联运动机械的研究活动及研究成果最新进展

主要介绍以德国为主的欧洲工业国家开展并联运动机械的研究活动,简述其在并联运动机械元件开发、结构型综合与设计、结构性能优化和参数优化、设计工具和环境的开发、设计方法学及工业应用方面的最新研究成果,以期对我国学术界、企业界开展并联运动机械的研究与开发提供借鉴和启示。     

形位误差测量不确定度研究状况

形位误差测量不确定度影响测量结果的可靠性程度。通过论述国内外对形位误差测量不确定度的研究状况,指出研究中存在的问题,并提出了今后的一些研究方向及内容。     

Dynamic Modeling and Eigenvalue Evaluation of a 3-DOF PKM Module

Due to the structural complexity, the dynamic modeling and quick performance evaluation for the parallel kinematic machines (PKMs) are still to be remained as two challenges in the stage of conceptual design. By using the finite element method and substructure synthesis, this paper mainly deals with the dynamic modeling and eigenvalue evaluation of a novel 3-DOF spindle head named the A3 head. The topological architecture behind the proposed A3 head is a 3-RPS parallel mechanism, which possesses one translational and two rotational capabilities. The mechanical features of the A3 head are briefly addressed in the first place followed by inverse position analysis. In the dynamic modeling, the platform is treated as a rigid body, the RPS limbs as the continuous uniform beams and the joints as lumped virtual springs. With the combination of substructure synthesis and finite element method, an analytical approach is then proposed to formulate the governing equations of motion of system using the compatibility conditions at interface between the limbs and the platform. Consequently, by solving the eigenvalue problem of the governing equations of motion, the distribution of lower natural frequencies of the A3 head throughout the entire workspace can be predicted in a quick manner. Modal analysis for the A3 head reveals that the distributions of lower natural frequencies are strongly related to the mechanism configuration and are axially symmetric due to system kinematic and structural features. The sensitivity analysis of the system indicates that the dimensional parameters of the 3-RPS mechanism have a slight effect on system lower natural frequencies while the joint compliances affect the distributions of lower natural frequencies significantly. The proposed dynamic modeling method can also be applied to other PKMs and can effectively evaluate the PKM's dynamic performance throughout the entire workspace.     

三自由度并联姿态测量机构及其运动学参数最优化设计

提出了基于并联结构的三自由度姿态测量机构，将其连接到三自由度串联结构位置测量装置末端可以实现对被测物体六自由度位姿的综合测量。该测量机构克服了并联机构运动学正解的困难，得到运动平台姿态坐标参数的显式解。建立了基于全微分理论的姿态测量机构坐标参数误差模型，实现机构运动学参数的优化设计。误差因子分析使得机构运动学参数设计更为合理。