3TPT并联机构的误差补偿方法

以三平移并联机器人为研究对象,建立3TPT机构参数、机构误差以及动平台位姿误差的关系方程;在求解位姿误差正解模型的基础上,对其精度补偿进行了较系统的研究,从理论上推出一种机构位姿精度补偿的方法.该方法通过对机器人支链驱动杆补偿量的控制,来提高输出位姿精度.通过典型实例校核证实了该方法的有效性.研究结果为机器人的实际精度补偿与精度控制提供了新的理论,对于优化3TPT并联机器人的机构设计有重要意义.     

基于正交实验设计的并联机构误差分析

介绍了一种新型含恰约束支链3-SPS/S并联机器人机构,为提高终端平台的定位精度,对该并联机构进行误差分析。首先在运动学逆解基础上,对驱动支链的运动方程进行微分,建立该机构位姿输出误差正解数学模型。并在给定机构误差的条件下,考虑末端执行器在工作过程中位姿输出误差的变化情况。利用正交实验设计的思想均衡排布参数的误差水平,对该机构进行精度分析,并绘制某姿态下的误差分布直方图及许用精度范围内的可靠度。结果表明:利用正交实验法能够快速计算误差值,为并联机构的精度设计和运动学参数的标定建立了理论基础。     

基于BP神经网络的并联机构误差分析

以3-UPS/S并联机器人机构为研究对象,构建一种基于虚拟实验与BP神经网络的并联机构输出误差预测模型,能够快速预测并联机器人机构的输出误差。充分考虑并联机构铰链安装误差与铰链轴线误差,建立包含上述输入误差的虚拟样机模型,通过虚拟实验仿真求解该机构输出误差;假定机构零部件在大批量生产情况下误差服从正态分布,构造多组服从正态分布的输入误差样本,进而建立该机构的BP神经网络预测模型。研究结果表明:该BP神经网络模型可以准确、快速地对机构位姿输出误差进行预测,为并联机器人机构的误差分析与精度综合提供了新的依据。     

3-SPR机构的误差灵敏度分析

为提高3-SPR对称机构末端执行器的定位精度,对该并联机构进行了误差分析。运用矩阵全微分理论建立了该机构的位姿误差模型,得到了并联机构的输入误差和输出误差的关系;建立了该机构的灵敏度误差模型,绘制了各项输入误差源对定位精度的影响程度。结果表明:机构在设计、加工和装配过程中驱动杆长的误差与静平台的Z向误差需要严格控制,可提高机构的定位精度;同时依据3σ原则可以算出期望由某项误差源引起工作空间体积误差的标准差范围内的各项公差,对该并联机构的制造和安装具有一定的指导意义。     

随动式并联机翼调姿机构误差建模与分析

为了改善现有机翼调姿系统精度,研究了一种机翼部件多Pogo柱并联调姿机构的误差建模问题。利用空间矢量链建立机翼部件调姿位移逆解方程,通过微分摄动法建立其末端调姿误差与机构几何误差源之间的传递矩阵,得到了包含63项几何误差源的映射模型。在此基础上,对影响末端位姿误差的几何误差源进行灵敏度分析。结果表明：调姿机构直线导轨沿各向角度和导轨间垂直度误差灵敏度较大。     

基于D-H矩阵的3-URS并联机构位姿误差建模与分析

针对3-URS并联机构进行了运动学分析,利用D-H变换矩阵对其进行位姿分析,推导得到其运动学正解模型,在此基础上利用矩阵微分理论结合D-H矩阵得到了单条支链的位姿误差模型,最终得到全面考虑各关节处的误差来源(制造误差、安装误差、磨损误差等)的动平台位姿误差模型。应用该数学模型进行计算,并对3-URS并联机构的误差进行分析,给出了动平台末端误差随驱动角α_1,β_1的变化规律,通过该规律可得到误差敏感点,在工作过程中应注意避免。该误差模型的建立对3-URS并联机构的制造,及位姿控制的精度补偿有参考价值。     

3-PCR并联机构精度分析

首先,对3-PCR并联机器人机构进行建模,基于微分原理,通过求解3-PCR并联机构的位置微分方程,得到了机构的精度分析模型。然后,使用MATLAB仿真来分析各主要误差源对该机构动平台精度的影响(主要误差源有主动副转动误差、结构参数误差和位姿变化引起的误差)。最后,通过以上分析对3-PCR并联机器人机构的实际误差补偿与控制奠定了理论基础。     

基于随机概率的并联机构运动可靠性分析

针对3UPS-PU并联机构进行运动学分析。运用齐次坐标变换理论推导出其运动学逆解方程。在此基础上,对其进行微分变换得到位姿输出误差正解模型。然后应用随机概率模拟该机构在不确定因素下,观测其位姿输出误差的变化情况。基于数理统计和机构的许用精度范围求解该机构的运动可靠度。结果表明,该机构在正常工作的条件下能够运行可靠、平稳。     

辽宁工业大学机械工程与自动化学院

为提高3 SPR对称机构末端执行器的定位精度,对该并联机构进行了误差分析。运用矩阵全微分理论建立了该机构的位姿误差模型,得到了并联机构的输入误差和输出误差的关系;建立了该机构的灵敏度误差模型,绘制了各项输入误差源对定位精度的影响程度。结果表明：机构在设计、加工和装配过程中驱动杆长的误差与静平台的Z向误差需要严格控制,可提高机构的定位精度;同时依据3σ原则可以算出期望由某项误差源引起工作空间体积误差的标准差范围内的各项公差,对该并联机构的制造和安装具有一定的指导意义。     

3-CSR并联平台式机器人机构的研究

提出了一种种新型的三自由度并联平台式机器人机构——3-CSR并联机构，建立了3-CSR并联机构模型，讨论了运动学位姿正反解的求解方法和活动平台的运动空间，制作了机构样机，实验证明这种并联机构能灵活地调整活动平台的位姿。