[发明专利]重力反馈补偿方法

权利要求书

1.重力反馈补偿方法，用于并联机构，其特征在于，所述并联机构包括固定平台、三组支链和浮动平台，各所述支链包括主动杆和被动杆组；

所述被动杆组包括呈平行四边形状的四根连接杆，各端点处为转动铰链，一条短边与所述主动杆的一端铰接，另一条短边与所述浮动平台铰接

所述主动杆的一端铰接于所述固定平台；

所述重力反馈补偿方法包括以下步骤：

在所述固定平台的中心点设有世界坐标系{O}，在浮动平台的中心点设有移动坐标系{O′}；

所述并联机构达到重力平衡状态时，浮动平台达到受力平衡状态，对浮动平台进行受力分析；

计算所述被动杆上的力与分配到所述主动杆上的力的合力在关节上产生的力矩；

计算电机施加在主动关节上的力矩；

计算所述电机的输入电流；

其中，所述世界坐标系{O}的X轴水平向左，Y轴方向竖直向上，Z轴方向垂直所述固定平台指向所述浮动平台方向；

所述移动坐标系{O′}的X′轴水平向左，Y′轴方向竖直向上，Z′轴方向垂直所述浮动平台向外；

所述固定平台中心点与所述主动杆铰接点的连线与X轴的夹角分别为η_i(i＝1，2，3)；

所述主动杆长度为L_a，重量为G₁，其所在的直线与水平方向的夹角为θ_i(i＝1，2，3)；

所述被动杆的长度为L_b，重量为G₂，所述浮动平台的重量为G₃；

所述主动杆与所述固定平台的铰接点为A_i(i＝1，2，3)，与所述被动杆的铰接点为C_i(i＝1，2，3)，所述被动杆与所述浮动平台的铰接点为B_i(i＝1，2，3)；

所述被动杆重量的1/2分配至所述浮动平台，1/2分配至所述主动杆的一端；

对浮动平台进行受力分析时，被动杆对其的作用力正方向规定为B_iC_i方向；

所述浮动平台达到受力平衡状态建立方程组：

A₁f₁+A₂f₂+A₃f₃＝0

令

C₁f₁+C₂f₂+C₃f₃＝0

解方程组可得：其中f_i(i＝1，2，3)为杆件i上的力大小，方向沿着杆件所在的直线，正数表示B_iC_i方向，负数表示C_iB_i方向，通过点B_i，C_i的坐标，可求得向量则可得到各所述被动杆上的力向量

2.如权利要求1所述的重力反馈补偿方法，其特征在于，所述被动杆上的力与分配在所述主动杆上的力的合力为该合力与所述主动杆所在的平面有一个夹角，而合力只有在平面OA_iC_i上的分量才会对主动关节产生力矩作用；

设平面OA_iC_i的单位法向量为则其中为平面OA_iC_i的法向量，

合力在平面OA_iC_i法方向的分量是力与单位法向量的点乘，即则可知合力在平面OA_iC_i上的分量为则可知所述被动杆上的力在主动关节上产生的力矩为

3.如权利要求2所述的重力反馈补偿方法，其特征在于，所述主动杆的重力在平面OA_iC_i的法方向的分量为则所述主动杆的重力在平面OA_iC_i内的分量为则可知所述主动杆的重力在主动关节上产生的力矩为其中点P_i为所述主动杆重心所在的位置(i＝1，2，3)。