Delta并聯(lián)機器人的誤差分析與運動補償方法研究.pdf

1、并聯(lián)機器人因為其剛度大、自重小、動力性能好等優(yōu)點，各行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，本文以Delta并聯(lián)機器人為對象，針對其誤差問題進行研究與補償。
　　首先，對機構(gòu)運動學(xué)進行分析，運動學(xué)模型是機器人控制與誤差計算仿真的基礎(chǔ)。針對標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)，通過空間幾何方法求得Delta機器人的運動學(xué)位置正解與逆解，在此基礎(chǔ)上求解出機器人的雅克比矩陣;針對帶有誤差的機構(gòu)，利用幾何變量將原始誤差參數(shù)表示出來，通過建立空間矢量鏈，求得了原始誤差參數(shù)至末端操作器誤差

2、之間的誤差傳遞系數(shù)矩陣，即建立了機器人誤差數(shù)學(xué)模型。根據(jù)運動學(xué)數(shù)學(xué)模型，基于Matlab程序進行了運動學(xué)仿真數(shù)值計算，同時通過虛擬樣機軟件Adams仿真分析，對Matlab運動仿真結(jié)果進行了驗證，并進行了誤差靈敏度分析，在此基礎(chǔ)上分析各支鏈原始誤差對末端誤差的影響。
　　然后，提出一套基于單目視覺的誤差補償方法?；谝曈X成像理論，通過單目相機與標(biāo)定板相結(jié)合，實現(xiàn)對機器人的誤差測量。采用空間插值方法計算機器人在工作空間中的誤差值，該

3、方法假定工作空間內(nèi)的機器人誤差矢量具有一定的連續(xù)與光滑特性，通過預(yù)先測量出指定空間區(qū)域內(nèi)各節(jié)點的誤差信息，對機器人運動軌跡上的誤差進行插值計算。根據(jù)計算的誤差值，利用雅克比矩陣對機構(gòu)末端位置誤差進行補償。利用運動學(xué)模型對誤差補償方法進行數(shù)值仿真，驗證該誤差補償方案的可行性。
　　隨后，為驗證標(biāo)定方案效果，搭建了實驗樣機，通過Labview將誤差補償方法集成在上位機中，采用了單目視覺與標(biāo)定板相結(jié)合的測量方式，利用雅克比矩陣與空間節(jié)點

4、插值方法對樣機進行了標(biāo)定實驗工作，有效的改善了機器人的精度。
　　最后，基于KED理論對機器人的運動提出假設(shè)，選用2節(jié)點12自由度空間梁單元，采用有限元方法針對Delta機器人平行四邊形從動臂結(jié)構(gòu)進行分析，推導(dǎo)出支鏈的彈性動力學(xué)方程，通過裝配矩陣最終形成整個機構(gòu)的控制方程，利用Matlab編寫相應(yīng)程序，并通過NEWMARK積分方法對控制方程求解，計算出機器人在運動軌跡下的彈性誤差情況，通過引入傅里葉函數(shù)修正，降低其在運動中的彈性誤