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6-PSS并联机构误差标定方法

2012-09-18宋晓飞石万凯刘开友

宋晓飞,石万凯,刘开友

(1.重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆 400030;2.重庆市电力公司 教育培训中心,重庆 400053)

并联机构具有刚度大、精度高、承载能力强等优点,已经被广泛应用于工业、航空、航海、医疗等领域。为了提高并联机构的运动精度,国内外学者对各构型并联机构的误差分析及标定进行了相关研究。文献[1-2]分析了六自由度并联机构的误差,建立了运动学误差模型,但没有包括铰链间隙误差。文献[3]提出了一种用测距仪测量位置偏差,从而标定机构误差参数的方法,此方法不需要昂贵的测量仪器,但要求测距仪的安装与参考坐标轴相平行,这很难做到。文献[4-6]都是利用激光追踪仪测得机构末端位姿,从而对机构进行误差标定,但都没考虑铰链间隙误差的影响。文献[7]对并联机构铰链间隙误差标定进行了理论分析,但提出的方法无法实现铰链间隙的标定。

本文提出一种6-PSS并联机构误差标定方法,此方法可将杆长误差跟铰链间隙误差分离开来,从而提高误差标定的准确度,为进一步的误差补偿提供基础。

1 研究对象

6-PSS型六自由度并联机构由6根连杆通过上下球铰将上方4根导轨及下方的动平台连接起来,6-PSS型六自由度并联机构简图如图1所示。在静、动平台上分别建立固定坐标系oxyz和连体坐标系o1x1y1z1,从动平台坐标系o1x1y1z1到固定坐标系oxyz的旋转矩阵

图1 6-PSS六自由度并联机构简图

1.1 并联机构运动学方程

由图1知,根据杆长的关系,得到等式

其中Si和Bi分别表示上下铰链点在固定坐标系下的坐标向量。……

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