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新型五自由度并联机床驱动输入选择与运动学标定研究(可复制).pdf

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新型五自由度并联机床驱动输入选择与运动学标定研究(可复制).pdf

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新型五自由度并联机床驱动输入选择与运动学标定研究(可复制).pdf

文档介绍

文档介绍:摘要并联机构驱动输入选择问题是机构学基本而重要的问题。驱动输入选择的合理与否对并联机构的运动性能有非常重要的影响,如果选择不当将可能导致十分严重的后果。并联机床的加工精度问题是目前限制并联机床商业化、产业化主要瓶颈。而运动学标定是提高并联机床加工精度的最经济而有效的手段。本文对杂啥炔⒘;驳那淙爰霸硕П甓ń辛松钊胙芯浚饕Q芯内容如下:基于约束螺旋的相关性,对甎/并联机床进行了驱动输入选择研究。在疨⒘;仓泄灿个笨梢苑奖阕鲋鞫保捎诟没仓挥个自由度,所以对于该机床来说共有智淙胱楹稀7直鸺偕杞ǜ魇淙胱楹现卸应的运动副刚化后,重新确定分支约束螺旋,再把各分支约束螺旋组成约束螺旋系。如果约束螺旋系的秩为虿捎酶弥智淙胱楹虾侠恚裨虿缓侠怼Q≡窠峁表明在疨⒘;仓写嬖种合理驱动输入组合。将约束力/力矩矩阵的最小奇异值与最大奇异值之比定义为约束力/力矩各向同性度,并以此为指标对各驱动输入组合的优劣性进行评价。然后,让动平台做三种典型运动并利用数学计算软件分别计算各种情况下各种驱动输入组合的优劣性,最后用动力学仿真软件分别对采用各种合理驱动输入组合时机床对外部驱动力的需求情况进行研究。最终结果表明以鯱分支中的蔽V鞫钡那淙胱楹鲜对影响并联机床精度的误差来源及提高精度的措施进行分析,结合疨⒘;驳腜种芄欢远教ǖ奈蛔私屑觳庹庖惶氐悖岢了两种标定算法。第一种是两步法,首先对分支进行运动学标定,然后利用该分支对动平台的位姿进行准确测量,再利用种У脑硕Х唇馕T际跫建立运动学标定模型。第二种是总体标定法,直接控制动平台变换鑫蛔耍分支的正解和种У姆唇饨≒种Ш个种ú吭硕学参数的标定模型。并将遗传算法应用于实际并联机床标定模型的参数辨识,避免了常用辨识方法所必需的复杂的偏导计算,简化了标定算法。最优组合。疨
设计了一种适合疨⒘;灿玫姆墙哟ナ交亓憧9兀岢隽肆讲交零法实现该并联机床的回零功能。该方法先控制各驱动杆运动到校准位置,然后以校准杆长刷新当前杆长;再控制各杆运动到零点杆长,从而使并联机床回到零位。实验证明该回零方法可靠、便捷。开发了疨⒘;脖甓ǹ刂葡低常利用此系统完成了对该机床的运动学标定实验,检测了标定前后机床的定位精度,结果表明标定后机床的定位精度得到了显著提高,证明了论文所提出的标定算法的关键词并联机床;疨自由度;驱动输入;控制系统;运动学标定有效性。燕山大学工学博士学位论文Ⅱ
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綾瓽籙/瑀甌,,甌—燕山大学Р┦宦畚.:籺;:畉...甿瑆;,..;疨籄
第滦髀并联机构起源及其应用.⒘;沟钠鹪晰并联机构虺芇是机器人机构学的一个重要分支。它可以定义为动平台和定平台通过两个或两个以上的独立的开环运动链相连接,机构具有两个或两个以上的自由度,且以并联方式驱动的一种闭环机构【”。它的出现可以回溯至世纪初,年,法国学者謈【垦芯苛擞氩⒘;瓜喙氐囊恍├砺问题。年,讲习提出了一种基于球面并联机构的娱乐装置缤所示并申请了专利,三年后其专利获得批准;年,美国工程师谄渥ɡ提出了一种用于汽车的喷漆的种自由度的并联机构缤.,也由此成为了最早的工业用并联机器人设计者;之后,,英国博士在年发明了一种变腿长面体并联机构。该机构用于轮胎检测装置,具有六个自由度缤糽所示于年研制了它的样机并于年在英国伯明翰的工厂正式投入使用直至年,如图所示。与之巧合的是,年,美国富兰克林研究所高级工程师】在对现有的摇摆台进行改进的过程中,为了避免复杂的冗余驱动控制,将摇摆台的銮私辛重新布置,结果得到的新构型完全类似于牟⒘;梗缤所示。年,将机构的专利授权给飞行模拟器制造公司公司,从而生产了世界上首台商用的飞行模拟器,如图所示。年,英国工程师在其论文《分刑岢隽艘恢址尚衅髟硕抡嫫教如图所示的论文发表后,引起了许多学者的极大兴趣,也对以后并联机构的发展产生了极大的影响。以后就把由上下平台组成、由运动副驱动的并联机构称为够騍机构。现在,“”已成为六自由度并联机器人机构的代名词,是并联机器人领域使用最多的名词之一,它也是目前应用最广的并联机构。/
燕山大学Р学位论文图猯并联娱乐装置图湫偷腗低图⒘;乖谏牟⒘;牟⒘;’
拟器。目前,哈尔滨工业大学正在研制我刨”,用于.⒘;沟挠τ由于串联、并联机构在结构和性能特点上的对偶关系,串联、并联机构之间在应用上不是替代作用而是互补关系,并联机构在许多领域得到了独特的应用。硕D馄鱏在年首次提出把六自由度并联机构作为飞行模拟器,开此应用的先河。目前,国际上大约有家公司生产基于并联机构的各种运动模拟器。。图澜缟鲜滋ǚ尚心D馄岢龅腟