新型6-PSS并联机器人工作空间分析

提出一种由Stewart平台演绎而来的正交6－PSS并联机器人新机型，介绍其结构布局特点，基于位置反解及其结构约束条件，绘制其工作空间的轮廓图，并定量分析该并联机器人RPY角和机构尺寸参数对其工作空间大小的影响，为该并联机器人的设计与实用化提供理论依据。     

6-UCU并联平台的固有频率和固有振型分析

Stewart平台是一种六自由度的并联机构,特别适用于工作范围不大但负载却很大的工作场合中。众多学者对Stewart平台性能、结构、优化以及控制等方面展开了大量基础研究。为了得到Stewart平台自由振动方程,需要对其固有频率和固有振型进行求解。利用Kane方法建立了Stewart平台的动力学方程,基于该模型求出Stewart平台质量矩阵和刚度矩阵,并进一步得到Stewart平台固有频率方程;最后并利用虚拟样机技术对其进行仿真分析,验真了模型准确性,为下一步振动研究提供理论依据。     

从误差角度考虑Stewart平台结构参数优化

针对简化误差源模型（含42个误差量），建立了Stewart平台误差模型。通过对模型的分析，得知误差传递矩阵是一个关于平台机构参数的函数。根据该模型，仿真计算了台体参数对平台误差输出的影响，总结出平台结构尺寸设计规划方案。该方案规划的设计推荐值与传统设计结果基本相符。这表明了其正确性和可行性，对台体结构设计提供了一定的理论依据。     

用改进的粒子群算法求解并联6自由度平台的最大误差

最大误差是评价并联6自由度平台性能的重要指标,提出了改进的粒子群算法来求解最大误差.首先借助矩阵微分法求出平台误差表达式,将最大误差作为优化目标函数,除了各结构参数误差外,还将平台的位置和姿态列入优化变量.在标准粒子群算法中引入非线性变化权重和变异操作来保证全局收敛并提高收敛精度.实例计算表明该方法的有效性,可用于平台设计阶段的误差预测.     

基于广义力平衡原理的Stewart平台机构标定

通过分析Stewart机构各运动副的制造误差和安装误差,以及其对雅可比矩阵的影响,利用雅可比矩阵和一阶静力影响系数之间的对偶关系,提出基于广义力平衡原理的Stewart平台机构标定方法。该方法通过测量平台各缸作用力,避免了测量虎克铰空间坐标难的问题。通过对平台进行广义力加载测量,得到平台平衡状态时互不相关的广义力和各单缸力的实验数据,最后利用最小二乘法拟合得出实际的一阶静力影响系数,从而标定出机构初始状态时的各铰点空间坐标。实验表明,该方法所标定出的Stewart平台机构参数,能使平台的运动学模型更为精确,有效地提高了平台的定位精度。     

新型6-U(P/H)U机构的分支螺旋转角

Stewart机构具有广泛的应用，针对传统Stewart机构在工程应用中造价偏高的问题，提出一种6-U(P/H)U机构对Stewart机构进行代替。根据螺旋电动缸的运动副为螺旋副或移动副，并基于UPU分支和Stewart机构的布置方式，确定6-U(P/H)U机构的构型。螺旋角的求解是位移误差以进行补偿的基础，提出基于理论计算、模拟仿真以及传感器进行螺旋角求解的方式。首先采用螺旋理论分别求解6-U(P/H)U机构和6-UPU机构的自由度，确定6-U(P/H)U机构不存在分支螺旋转角的位姿。然后对6-U(P/H)U机构的分支螺旋转角进行求解，并推导出包含分支螺旋转角误差的反解，以计算出考虑了位移误差后螺旋电动缸的实际伸长量。使用ADAMS对6-U(P/H)U机构的三维模型进行运动仿真，验证螺旋转角计算方法的正确性。利用机构的正解进行验证，确定分支螺旋转角对该机构的精度影响较小。最后搭建6-U(P/H)U机构的样机实物，验证机构的可行性。相较于传统的Stewart机构，6-U(P/H)U机构中电动缸结构的复杂程度相对较低，同时分支的转动副关节数目更少，使得6-U(P/H)U机构的制造成本更低...     

结构解耦6-PSS并联微操作平台的研究与开发

利用并联微操作机构的构型原理，提出了结构解耦6-PSS并联微操作平台新机构，描述了微操作平台的运动学模型、静刚度模型、一体化结构模型、几何误差模型和标定策略，研制了微操作平台样机，给出了其测试结果。研究表明，该并联微操作平台的结构解耦及一体化结构是成功开发的关键，为微操作平台机构构型和结构设计提供了新思路。     

6-(P-2P-S)并联机器人误差分析及参数优化

介绍了一种新型6-(P-2P-S)并联机器人,为提高其终端平台的定位精度,对该并联机器人进行误差分析。首先采用矩阵法建立了该并联机器人的误差模型,将奇异值分解理论应用于误差分析,得到并联机构输入误差与输出误差的关系;然后依据雅可比矩阵定义了误差方向敏感度和误差绝对敏感度评价指标,并绘制了两个评价指标在姿态空间的分布图;最后基于全域综合位置误差评价指标对结构参数进行了优化设计,为该并联机器人的设计和应用奠定了基础。     

6-SPSR驾驶模拟器平台设计及机构理论分析

提出一种可连续转弯的6-SPSR驾驶模拟器平台机构的设计,详细介绍机构的组成及工作原理,并对机构进行了理论分析。该平台在传统的Stewart模拟驾驶器平台机构的基础上,增加了可以围绕Z轴无限旋转的上平台,有效地提高了绕Z轴旋转的回转行程,弥补了经典的Stewart模拟驾驶器平台机构不能模拟车辆大角度转弯的缺陷,增加了驾驶模拟器平台的工作空间,从而有效地提高模拟的真实性,且控制算法也比较简单。     

基于D-H矩阵的Stewart型并联机床位姿误差计算模型

针对6自由度Stewart型并联机床,以D-H变换矩阵为建模工具,建立起包含铰座位姿参数、杆件D-H参数的机床动平台位姿方程.采用矩阵微分方法推导出一个机床位姿误差线性化计算模型.该模型不仅使铰座位姿参数误差、杆件D-H参数误差等几何误差全部进入机床位姿误差计算方程,而且将机床位姿误差与几何误差之间的非线性隐式函数关系简化为线性显式函数关系.基于支链杆长方程建立起一个能描述机床位姿误差与几何误差之间实际映射关系的非线性计算模型,以其作为参考模型对线性化计算模型的有效性进行检验.仿真表明:在小误差条件下,线性化模型可以很好地逼近非线性模型,由于具有形式简洁、分析与计算方便等特点,基于D-H变换矩阵的位姿误差线性化计算模型可用于Stewart型并联机床的精度分析、精度综合及运动学标定.仿真结果还表明:当对机床位姿精度要求较高时,需要考虑杆件的全部D-H参数误差对机床位姿的影响.     

空间机械手模型参数在轨标定方法研究

为了在轨辨识空间机械手真实模型参数,该文分析了模型参数误差来源,提出了基于遗传算法的空间机械手模型参数在轨标定方法,设计了关节变量误差和DH参数误差两组仿真数据对该方法进行验证。仿真结果表明,该方法切实可行,能够比较准确地识别出模型参数误差,有效地更新机械手运动学模型。与传统标定方法相比,基于智能优化算法的标定方法更具有广泛性。     

采用间接测量法对VAMT1Y型虚拟轴机床运动学标定的仿真研究

在对虚拟轴机床进行运动学标定的仿真计算过程中 ,采用间接测量法对虚拟轴机床的运动进行间接测量 ,然后通过矩阵重构的方法来解决测量噪声的干扰问题。仿真结果表明 ,虽然在虚轴机床的工作空间里无法将其可能存在的结构误差全部求出来 ,但计算结果完全可以满足机床在工作空间里的运动精度要求。因此采用此方法对虚拟轴机床进行标定是可行的     

十字形磁梯度张量系统的误差校正

针对十字形磁梯度张量系统中的单磁力仪误差(三轴灵敏度偏差、非正交误差和零点漂移误差)以及磁力仪之间存在的不对正误差,提出了十字形磁梯度张量系统的误差校正方法。首先,建立单磁力仪误差模型,采用基于椭球约束的最小二乘拟合算法对磁力仪的测量数据进行拟合从而得到椭球拟合参数;然后,接着利用Cholesky分解得到单磁力仪误差校正矩阵;最后在单磁力仪误差校正的基础上,利用正交Procrustes方法对不同磁力仪间的测量数据进行拟合从而得到磁力仪间的不对正误差校正矩阵。对提出的方法进行仿真与实测实验验证,实验结果表明:经过校正,磁梯度张量各分量的最大波动量由10 049nT/m降到52nT/m。提出的校正方法可以基本消除十字形磁梯度张量系统的误差,提高测量结果的准确度,且方法操作简单,不需要高精度的三轴无磁转台等设备,具有较高的实用价值。     

利用正交位移测量系统进行六自由度并联机构参数标定

为了简化六自由度并联机构的参数标定过程,提高标定效率,降低标定成本,提出了基于正交位移测量系统的位姿测量装置及方法.首先,研究了该装置的位姿解算方法,利用空间解析几何的方法,求解其运动学正解与逆解.其次,利用微小位移合成法,建立了并联机构及正交位移测量系统组合体的误差模型.然后,基于误差模型,构建了组合体参数误差辨识的...     

基于6-TPS型并联机床的标定方法研究

以6-TPS型并联机床为对象,研究了并联机床运动学标定方法。首先假定了并联机床各结构参数单位误差,在与测量方式相一致的广义坐标上,通过并联机床正解的方式,利用所测的点数据,以数值法构造了机床末端位姿误差与结构误差的影响系数矩阵。通过这种方法,构造参数误差数学辨识模型,针对6-TPS型并联机床的特点,提出了测量并联机床平动和聚点性误差的方案,并在工程实际应用中验证了该标定方法的可行性。     

基于结构光测量系统的误差传递分析

结构光系统作为视觉测量中常见的技术之一,其测量精度直接影响了该系统的应用范围。针对交比不变原理的结构光光平面标定方法,利用误差分析理论和矩阵扰动原理分别从系统的测量误差和光平面标定误差进行分析,提出了结构光测量系统的误差传递模型。并给出了一个特例情况下的精度要求,即满足在1000mm的测量距离上获得±0.5mm的测量精度情况下,各标定参数所需要满足的精度要求,以及标定样本提取的精度要求。通过实测实验结果验证了误差分析的有效性。该误差分析为提高结构光系统的测量精度提供了理论依据。     

考虑横向灵敏度的三轴加速度传感器标定方法研究

横向灵敏度是单轴加速度传感器的重要指标之一,它直接影响到三轴加速度传感器的标定模型与测量精度.本论文以三轴MEMS加速度传感器为研究对象,在传统的标定模型中引入了导致测量耦合的横向灵敏度误差,建立了一种新的三轴加速度传感器标定模型,该模型将传感器的横向灵敏度以对称矩阵的形式引入现有的标定公式,构建了包含零位偏差、标度因...     

6-PSS型并联机床的仿真研究

在对６－ＰＳＳ构型虚拟轴机床进行运动学标定的仿真计算过程中,采用光栅球杆仪对虚拟轴机床的运动姿态进行间接测量,然后通过矩阵重构的方法来解决测量噪声的干扰问题。仿真结果表明,计算出的结果完全可以满足机床在工作空间里的运动精度要求。因此采用此方法对虚拟轴机床进行标定是可行的。     

6UPS并联机构静态误差的矢量法标定

分析了不同误差对并联机构的影响，通过对机构进行位姿误差分析，建立了采用并联机构运动学反解模型的矢量法误差求解模型；研究了常用的机构标定方法及相应的测量工具，使用激光干涉仪完成了误差测量实验，并按照矢量法误差模型对测量结果进行了分析计算，使用多组姿态数据的不同组合进行误差计算，并对误差影响区域及区域重心进行拟合处理，获得了优化的机构静平台、动平台铰链的位置误差数据。使用位置误差数据可以获得更好的补偿效果。     

基于改进遗传算法实现柔性三坐标测量机参数标定

针对柔性三坐标测量机测量精度低的弊端,提出了误差修正和参数标定的方法.应用Denavit-Hartenberg( DH)法建立了柔性三坐标测量系统的运动学模型和误差模型,考虑系统结构参数标定问题,提出了一种基于优化最小二乘法的改进遗传算法.首先,在最小二乘法中引入变化因子来衡量收敛速度;其次,当该因子趋于稳定时,将产生...