[发明专利]一般三支链并联机构全参数标定方法

权利要求书

1.一般三支链并联机构全参数标定方法，其特征在于，用于标定一般三支链并联机构的全部结构参数，所述一般三支链并联机构包括静平台、动平台和多个支链，多个所述支链的一端通过球铰与所述动平台相连接，多个所述支链的另一端与静平台相连接，所述球铰包括铰链座，所述动平台上设置有靶标，该方法包括：

建立所述一般三支链并联机构的数学模型，具体的，所述建立所述一般三支链并联机构的数学模型的步骤包括：

建立每个所述支链的数学模型，公式为：

其中，d_j2表示是第j个支链上，沿第2个坐标系Z方向的平移，是主动驱动变量，θ_j1,θ_j2,θ_j3,θ_j4为被动转动参数，其他结构参数为常数,B表示静平台，P表示动平台；

建立所述支链的坐标0系相对于静平台B系的齐次变换矩阵，公式为：

其中，B_0x,B_0y,θ₀,α₀四个参数表示所述铰链座相对于所述静平台的位姿关系；式中简写:cθ＝cosθ,sθ＝sinθ

建立支链坐标4系相对于所述动平台P系的齐次变换矩阵，计算公式为：

其中，所述rp,α₅,θ₅三个参数表示动平台铰链座相对于静平台铰链座的位姿关系；

建立所述支链的DH矩阵模型，公式为：

其中，i＝1，2，3，4；

建立所述数学模型的全参数雅可比矩阵，具体的，所述建立所述数学模型的全参数雅可比矩阵的步骤包括：

建立标准DH参数误差模型，具体的，所述建立标准DH参数误差模型的步骤包括：

将所述支链的DH矩阵模型分为横轴和立轴方向上的两个螺旋运动，公式为：

T_iz＝Trans_z(s_i)Rot_z(θ_i)，T_ix＝Trans_x(a_i)Rot_x(α_i)；

对螺旋运动公式分别进行全微分，公式为：

其中，i＝1,2,3,4，dT_iz＝T_izΔT_iz，dT_ix＝T_ixΔT_ix；

根据全微分后的螺旋运动公式计算所述支链的模型在横轴和立轴方向上的位姿误差参数，公式为：

其中，i＝1,2,3,4；

将所述支链的模型在横轴和立轴方向上的位姿误差参数公式中的旋量用六维矢量表达，公式为：

其中，dd_i,dθ_i,da_i,dα_i为第i个关节上的DH四参数的误差参数；

建立所述静平台铰链座的误差模型，具体的，所述建立所述静平台铰链座的误差模型的步骤包括：

其中，

建立所述动平台铰链座的误差模型，具体的，所述建立所述动平台铰链座的误差模型的步骤包括：

其中，

建立所述支链的误差映射，具体的，所述建立所述支链的误差映射的步骤包括：

建立所述支链的误差映射公式，公式为：

将所述误差映射公式转换为：

其中，J是一般三支链并联机构全误差参数的雅可比矩阵，dE＝[de¹,de²,de³]^T是去掉被动变量的所有参数，是所述动平台的六维旋量误差；

建立所述一般三支链并联机构全参数雅可比矩阵；

确定所述并联机构的全部结构参数与误差的映射关系；

对所述动平台上的靶标进行测量，获取所述动平台的任意位姿参数；

根据所述任意位姿参数利用辨识算法对所述全参数雅可比矩阵进行辨识，以对所述一般三支链并联机构的全部结构参数进行标定；

根据标定后的全部结构参数对所述一般三支链并联机构进行误差补偿。

2.根据权利要求1所述的一般三支链并联机构全参数标定方法，其特征在于，所述根据所述任意位姿参数利用辨识算法对所述全参数雅可比矩阵进行辨识的步骤包括：

选用线性最小二乘法、非线性最小二乘法或LM算法对所述全参数雅可比矩阵进行系统参数辨识。