基于并联动力头位形的测点轨迹优化方法研究

发布时间：2023-05-08 04:35

　　本文密切结合航空航天行业对于国产高性能并联数控加工设备的需求,以天津大学自主研发的一种并联动力头为对象,研究了该机构的几何误差模型、灵敏度分析、工作空间以及基于观测指标的测量位形优化方法等。文章旨在提出一种简洁高效的测量位形优化方法,为机器人的精度保障体系提供重要的理论和技术支持。全文研究成果主要如下:基于闭环矢量链和一阶摄动方法,建立了A3并联动力头的几何误差模型。考虑了包括零点误差、垂直度误差等在内的24项误差源;对不可补偿误差进行了灵敏度分析,为后续的误差辨识与补偿提供了理论基础。引入了OIs观测指标作为优选测量位形的标准,并提出了采用IOOPS算法对测量位形进行优化的方法,从工作空间给定待选位形中优选出最优位形集;基于该最优位形集进行误差辨识。结果显示,经过测量位形优选,辨识结果及辨识效率都得到了很大提升,由此证明该优化方法是非常有效的。本文的研究成果可以用于指导该类并联机器人的精度设计、制造装配和运动学标定,对解决机器人因几何误差造成的末端精度问题有很好的指导意义,在推动相关技术在工程领域的应用方面很有实用价值。

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
字母注释表
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 几何误差建模方法
        1.2.2 误差测量方法
        1.2.3 测量位形优化
        1.2.4 参数辨识方法
    1.3 本文主要研究内容
第二章 几何误差建模
    2.1 引言
    2.2 机构介绍
    2.3 运动学分析
        2.3.1 系统坐标系
        2.3.2 位置逆解
        2.3.3 位置正解
        2.3.4 工作空间分析
    2.4 误差建模
    2.5 灵敏度分析
    2.6 本章小结
第三章 测量位形优化
    3.1 引言
    3.2 参数辨识模型
    3.3 观测指标
    3.4 基于IOOPS算法的测量位形优选方法
        3.4.1 测量位形待优选集
        3.4.2 IOOPS优化算法
    3.5 本章小结
第四章 基于位形优化的参数辨识
    4.1 引言
    4.2 仿真流程
    4.3 基于各观测指标优选测量位形
        4.3.1 观测指标比较
        4.3.2 优选测量位形结果
    4.4 辨识仿真
        4.4.1 设定参数误差
        4.4.2 辨识结果
    4.5 误差补偿分析
    4.6 本章小结
第五章 全文结论
    5.1 结论
    5.2 工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3811998