采用冗余驱动提高并联机床精度的研究

由于并联机构铰链间隙的存在 ,使并联机构的实际精度和刚性明显减小。本文论述了采用冗余驱动技术改善并联机构精度的研究。首先分析了可以将铰链间隙对并联机构运动误差的影响转化为杆长偏差对机构误差的影响 ;然后通过分析得出 :由于铰链间隙的影响 ,并联机构运动空间是空间几个球环的交集 ,采用数值法 ,利用球坐标数值积分求出误差空间的体积大小 ;最后对具有相同结构参数的非冗余和具有冗余驱动的两种并联机构 ,在同样的工作空间内分别计算了误差分布 ,得出采用冗余驱动技术可以有效减小因铰链间隙而引起的并联机构运动误差的结论。

基于概率分布的3-UPU机构误差影响敏感度

以具有3平动特性的3-UPU并联机构为研究对象,分析各类装配误差对其自由度特性及运动误差影响的敏感程度。建立机构的运动学模型,列举较为常见的几类典型装配误差,并将其分类。以给定一定概率分布的数值误差为条件,应用数值方法对位姿正解进行两种情况的计算和分析:在给定误差数值的条件下,分析随着时间变化,机构末端操作器位姿误差的概率输出;在给定误差为符合特定分布的随机值的条件下,分析在特定运动瞬时,机构末端位姿误差的概率输出。得出在各类扭角装配误差存在情况下,机构位置和姿态误差分布规律。通过分析和对比得到的数值结果和模拟图形,得出各类扭角装配误差对机构运动平台影响的不同结果,按照其敏感程度,给出误差源大小的结论。

六自由度并联机器人的随机位姿误差分析

本文提出了并联式机器人操作器的随机位姿误差的分析方法。应用影响系数方法,使得含有114个原始误差参数的六自由度并联机器人操作器的位姿误差传递矩阵具有简单而统一的表达形式。文中还采用概率论方法给出了位姿误差的变动范围。

基于概率的4自由度UPU并联机构误差敏感性分析

以具有3平动1转动的4自由度UPU机构为研究对象，分析了机构对影响其自由度特性及运动误差的各类扭角误差的敏感程度。首先，建立了机构的运动学模型，给出了可能发生的各类误差分类。以给定一定概率分布的数值误差为条件，应用数值方法对位姿正解进行了两种情况的计算和分析，即计算和分析了在误差不变的情况下机构末端操作器的位姿误差随时间的变化，以及扭角误差按照一定概率分布的前提下机构末端操作器在某一运动瞬时的位姿误差。通过分析和对比得到的数值结果和模拟图形，得出了各类扭角误差对机构运动平台影响的不同结果，按照其敏感程度，给出了源误差的大小。

2-RPaRSS并联操作手运动副间隙误差分析及补偿

针对新型3T1R并联操作手2-RPaRSS存在运动副间隙引起的定位偏差,造成操作手的实际轨迹与理论轨迹不吻合的问题,提出了一种基于自适应混合粒子群优化(AHPSO)算法的轨迹修正方法。建立操作手包含的各类运动副误差模型,在模型中将间隙误差完全等效成杆长误差;根据逆运动学方程建立并联操作手2-RPaRSS的位姿误差模型,得到关于输入、输出的微分关系式,并引入驱动杆输入角补偿量;利用粒子群优化(PSO)算法对补偿量寻优,将间隙误差补偿问题转化为求适应度极小值问题;通过混合权值自适应调整、学习因子自适应调节、混沌扰动范围自适应调节策略改进了PSO算法,得到AHPSO算法。仿真结果表明,AHPSO算法性能优良,具有更好的收敛性和稳定性,对并联操作手运动副间隙误差的补偿是一种有效方法,补偿后定位精度得到了明显改善。

基于MDH法的并联式机械臂末端位置误差分析建模

主要针对并联式机械臂中的典型构件——平行四边形机构进行研究,分析各连杆长度变化对机械臂末端位置造成的影响,并推导位姿计算公式。以某型二自由度机械臂为研究对象,利用Modified D-H法对其进行正运动学解算,建立了考虑平行四边形机构误差的末端位姿预测模型。随后在Matlab中利用蒙特卡洛法进行相关误差分布仿真实验,得到不同公差精度下并联式机械臂末端位置误差的分布特点,并通过样机试验验证了该预测模型的准确性。研究表明,应用该方法得到的并联式机械臂关节角数值更准确,提高了末端位置建模的精度。

3-RPS对称并联式机械腿误差模型及分析

针对以2R1T对称并联机构中3-RPS并联机构为核心的机械腿,基于矩阵全微分理论,建立了机构位姿误差模型.通过数值仿真得知,相对机构误差对动平台X与Y向的影响,其对Z向的影响更大,将产生较大误差,达到0.308 mm;对应的Rodrigues参数中Φ2误差相对于Φ1变化较大,达到7.1×10-5,参数Φ3保持为零.一些结构误差由于使末端位姿发生明显变化,在制造与装配工艺性方面应相应加强;在驱动杆件误差发生变化时,末端位置Z轴参数变化较大,在0.5mm范围内变化,末端姿态参数Φ2的误差分量约是相应Φ1变化值的2倍;各项误差导致的动平台位置误差呈非线性趋势变化,但变化较小,可近似为线性变化,可用软件方法进行补偿.