一种新型并联机构位姿误差建模及灵敏度分析

利用齐次坐标变换推导了一种新型五自由度平动、转动独立的复合机构的位姿反解。基于位姿反解和一阶泰勒展开,建立了考虑机构形位尺寸误差、转动副间隙误差和驱动误差的位姿误差计算模型。应用误差模型能够得出末端执行器位姿误差和各个误差源之间的显式映射关系,定量地分析各个误差源对机构运动精度的影响程度,从而确定机构中影响其运动精度的关键环节。应用差分法就机构位置误差对主要设计变量的灵敏度进行了分析计算。灵敏度分析有助于合理确定机构的设计参数。位姿误差建模及灵敏度分析为该复合机构的优化设计和误差补偿提供了理论基础。     

一种新型并联机构位姿误差建模及灵敏度分析

利用齐次坐标变换推导了一种新型五自由度平动、转动独立的复合机构的位姿反解。基于位姿反解和一阶泰勒展开,建立了考虑机构形位尺寸误差、转动副间隙误差和驱动误差的位姿误差计算模型。应用误差模型能够得出末端执行器位姿误差和各个误差源之间的显式映射关系,定量地分析各个误差源对机构运动精度的影响程度,从而确定机构中影响其运动精度的关键环节。应用差分法就机构位置误差对主要设计变量的灵敏度进行了分析计算。灵敏度分析有助于合理确定机构的设计参数。位姿误差建模及灵敏度分析为该复合机构的优化设计和误差补偿提供了理论基础。     

一种偏摆型贴膜机构的运动学建模与误差分析

在电子产品的贴膜生产中,贴膜工作部相对于固定的屏幕位置和姿态是决定贴膜质量的关键因素。为了对贴膜工作部进行位置和姿态的调整以满足工作要求,因此设计了一种偏摆式双工位贴膜机构。通过建立贴膜机构的运动学模型,进行运动学求解,得到末端的位姿矩阵,为贴膜机构的位姿调整提供了依据。通过对贴膜工作部进行位姿的误差分析和灵敏度分析,得到各运动参数对位姿误差的灵敏度大小和主要尺度参数的协同作用,为提高贴膜机构的贴膜精度提供了重要的理论依据。     

基于正交设计的2UPS-RPU并联机构误差分析

运用空间矢量环微分法,建立了兼顾位置和姿态两类误差的位姿误差正解数学模型。此误差模型描述了机构末端位姿误差与各误差源之间的显式映射关系,可定量分析各误差源对机构输出误差的影响。分析了机构位姿参数、结构参数在一定范围内变化时的误差变化曲线,为机构结构参数和工作位姿参数范围的选取提供了理论依据。为分析2UPSRPU并联机构在整个工作空间内各误差源对位姿误差的影响,利用正交设计思想,只需较少的计算量,即可对该机构进行误差分析。基于正交设计思想,将4个位姿参数看成对位姿误差有影响的4个因素,依据位姿参数变化对位姿误差的影响合理划分各因素的水平,使排列的正交表为误差分析提供合理位姿。结合正交表,仿真了机构各末端输出误差对各个误差源的响应程度,从而揭示了影响机构误差的关键因素,可用于指导物理样机的制造与安装。     

一种六自由度调姿机构的运动学与误差分析

在非晶带材的生产中,喷嘴包相对于固定的冷却辊的位置和姿态是决定非晶带材质量的关键因素。为了对喷嘴包进行位置和姿态的调整以满足工作要求,因此设计了一种具有串并联特征的六自由度调姿机构。通过D-H法建立了调姿机构的运动学模型,进行了正向、逆向运动学求解,得到末端的位姿矩阵和调姿机构的逆解公式,为调姿机构的位姿调整提供了依据。通过对调姿机构进行位姿的误差分析和灵敏度分析,得到调姿机构末端的位姿误差仿真曲线和各运动参数对位姿误差的灵敏度大小,为提高喷嘴包调姿机构的精度提供了重要的理论依据。     

基于正交试验的平面3-RRR机构输出灵敏度分析

轻型、高速、高精度平面柔性并联机构,被广泛应用于精密加工与测量及航天航空领域。通过对平面并联3-RRR机构进行逆运动学建模,以机构的基本构件参数为因素,建立了构件参数与输出参数的灵敏度函数关系模型。应用MATLAB软件对灵敏度函数关系模型进行了正交仿真分析,通过大量实验得到两组模拟结果。分析结果表明,构件参数对输出参数的影响方向及灵敏度方向具有一致性,有效验证了该灵敏度函数模型的正确性,为3-RRR机构的参数设计及误差补偿提供有效的参考依据。     

一种新型3-PRS并联机构的位姿误差分析

针对一种新型3-PRS并联机构的3个基座位置可调、工作空间可变的特点,分析该机构的末端位姿误差,提出了采用几何解析法求该机构的运动学正解,进而推导出动平台末端位姿误差的分析方法,并运用软件仿真3个基座在不同位置时的动平台末端位置和方向。结果表明,3个基座在取不同参数时,末端的位姿误差有明显变化。此研究对该新型3-PRS并联机构的误差补偿提供了有益指导。     

三点法中测头角位置的精密测量方法

研究了三点法圆度及轴系误差测量中测头角位置的精密测量方法。设计了能直接测量非接触电容传感器测头实测状态下的角位置的测角系统,提出了克服测头角位置测量误差及三个测头灵敏度标定误差影响的校正方法。实验表明：采用本文提出的“多刻线”法测角精度优于1′,测头角位置测量误差及三个测头灵敏度标定误差对测量精度的影响可降致最小。     

角速比i=—1双摇杆机构的设计线图

在图1所示的双摇杆机构中,O_1A=O_3B_2,AB为A、B两点圆弧的内公切线长度,则该机构在图示位置,两摆杆的角速比等于-1,而在该位置附近,两摇杆的角位移φ_1与φ_3不相等,而角速比只是近似等于-1,即当摇杆在某一角度内往复摆动时必然存在输入与输出摇杆之间内角位移误差及机构的传动比误差.本文给出这两种误差与摇杆摆角和机构尺寸参数间的关系曲线,可作为这种摇杆机构的设计线图.设计者按所需的摇杆摆角ψ及给定的误差植△φ(角位移误差)或△i(角速比误差),便可直接从线图上确定该机构的尺寸参数;或者对已有机构,可按线图进行任一位置的误差度量.     

可重构机器人误差旋量建模与灵敏度分析

针对可重构机器人模块结构设计制造与构型变化引起的尺寸及几何参数等静态误差,将可重构机器人静态几何参数误差等效为机器人关节上的结构误差和传动误差,并将其看成是一种假想广义运动副微小旋量运动的结果,从而建立可重构机器人含误差旋量的运动学指数积模型。基于可重构机器人输入误差与输出误差的关系,建立了误差参数灵敏度系数模型。基于MATLAB仿真分析了可重构机器人各误差参数的灵敏度系数以及误差参数对机器人末端位置的影响规律,有利于对可重构机器人轨迹精度进一步分析和优化,以及为不同精度要求的工业机器人设计与装配提供有效的理论支持。一种6自由度可重构机器人的仿真实验验证了误差旋量建模方法以及误差参数灵敏度分析方法是有效的。