世博軸陽光谷節(jié)點加工機器人TriVariant-B運動學標定方法研究.pdf

1、本文密切結合上海世博會世博軸陽光谷工程，在國家863計劃“多桿匯交網(wǎng)殼節(jié)點加工機器人成套設備與示范工程”重點項目資助下，主要研究節(jié)點加工混聯(lián)機器人TriVariant-B的運動學標定問題，內(nèi)容涉及TriVariant-B的運動學分析、誤差建模、誤差源分析、參數(shù)辨識和誤差補償，并通過計算機仿真及運動學標定實驗驗證上述方法的正確性和有效性。論文主要研究成果如下：
　　1．利用矢量鏈法建立了5自由度機器人TriVariant-B的位置逆

2、解模型，并利用Newton-Raphson方法構建機器人并聯(lián)模塊位置正解。
　　2．在建立TriVariant-B機器人并聯(lián)機構位置正逆解的基礎上，基于矢量鏈法提出機構誤差建模的方法。該方法將并聯(lián)機構各支鏈被動關節(jié)的姿態(tài)誤差矢量分解為與位形無關的結構誤差和隨位形變化的許動方向誤差兩部分，進而利用閉環(huán)約束方程建立各被動關節(jié)許動誤差與幾何誤差參數(shù)之間的約束關系，最終構建出動平臺位姿誤差與幾何誤差參數(shù)間的誤差映射模型。所提出的方法建模思

3、路清晰，并有一定的通用性。
　　3．建立了基于激光跟蹤儀的誤差參數(shù)辨識模型。根據(jù)誤差源的特征提出具有分層遞階格式的運動學標定方法。該方法首先識別出測量坐標系誤差，再運用激光跟蹤儀識別出初始位形的支鏈零位誤差，最后辨識出機構的其它幾何誤差。由于該方法識別出的誤差源為同一數(shù)量級，因而提高了辨識的可信度。
　　4．提出了基于修正控制系統(tǒng)輸入的誤差補償方案。以測量過程信噪比以及TriVariant-B所具備的自由度特征為依據(jù)確定測量