正交并联模拟台误差的敏感性及分类研究

为全面考察六维正交并联模拟台可能的误差源,同时避免微分及矢量法建模存在的大量偏导计算,将机构6个支链分别等效为相应的串联机构,根据机构支链的正交特征并结合运动学影响系数的原理建立了较为完备的误差模型。模型包含了铰链点自身加工误差、安装误差,定长杆误差及驱动误差在内的144个误差源。以定义的误差敏感性系数为指标,利用数值仿真分析了所有误差源对末端精度的影响程度,并据此将误差源分为三类:非敏感误差、非完全敏感误差和完全敏感误差。最后,说明了这三类误差在运动学标定过程中与识别参数确定及测量位姿选取的关系。

并联运动模拟台几何误差的正交特性

分析了一台冗余电机驱动的新型六维正交并联运动模拟台,根据其位置反解的数学模型,导出了末端平台的位姿误差与机构各运动部件几何参数误差之间的函数关系,并基于模拟台的位置正解验证了误差模型的正确性。最后,以误差模型为基础,分析了运动模拟台六条支链几何误差的正交特性,为运动学标定和误差补偿提供了理论依据。

并联运动模拟台铰链间隙误差分析

球铰联接是多自由度并联运动模拟台中普遍采用的一种连接方式,但由于球铰间隙的存在,使并联模拟台的运动精度明显降低。利用机器人运动学中的D-H(Denavit-Hartenberg)法推导出铰链间隙对并联模拟台运动的姿态角度的影响,采用MATLAB进行仿真分析。结果表明:针对所设计的并联运动模拟台,球铰间隙为±05.0 mm时,并联机构的精度小于5.0 mrad,满足机构运动精度要求。

并联6自由度运动模拟平台的误差分析

位姿误差是影响并联6自由度模拟平台性能的重要因素,文中采用矩阵微分法推导了原始误差与平台位姿误差之间的关系式,基于蒙特卡洛法对平台误差的概率分布进行研究,并分析了平台误差对各种原始误差的敏感度。分析表明6个缸长的误差敏感度最大,其次是上下铰点的Z向位置误差。以上研究结果对实际并联6自由度运动模拟台的设计具有参考作用。