[发明专利]一般三支链并联机构全参数标定方法

说明书

本发明提供了一般三支链并联机构全参数标定方法，通过对一般三支链并联机构的全部结构参数进行标定，实现误差补偿。利用本发明的标定方法可以实现对一般三支链并联机构全部结构参数的标定，标定方法定位精度提高效果明显。由于一般三支链并联机构的组成零部件非常多，如果提高每个零部件的设计及制造精度，不仅成本高，而且在工程上不可能达到的。通过对参数进行标定的方法可以减少系统误差，提高一般三支链并联机构的定位精度。

技术领域

本申请涉及一般三支链并联机构参数标定领域，具体而言，涉及一般三支链并联机构全参数标定方法。

背景技术

在少自由度一般三支链并联机构中，最有应用前景的是3RPS空间三自由度一般三支链并联机构。其中，3RPS机构最早是由Hunt于1983年提出。由于它能实现两个转动一个移动而得到广泛应用。由于球铰的工作空间很小，且制造没有间隙的球铰很困难，所以工程上常用复合球铰代替球铰，如图1所示，复合球铰由三个转动副(RRR)组成，理论上三个转动副的轴线应相互垂直，并交于一点。但由于制造误差的存在，实际中复合球铰三个转动副的轴线与轴线既不垂直也不相交，这个机构相当于三个五自由度的串联机构的末端由一个动平台连接在一起。一般三支链并联机构中会包含一定的误差，降低一般三支链并联机构工作的精度。如何解决一般三支链并联机构的精度问题是亟待解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一般三支链全参数标定方法，可以提高一般三支链并联机构的精度。

本发明提供的技术方案如下：

一般三支链并联机构全参数标定方法，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、动平台和支链，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；

建立所述数学模型的全参数雅可比矩阵，确定所述并联接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。

进一步的，所述一般三支链并联机构包括多个支链、动平台和静平台，多个所述支链的一端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。

进一步的，所述支链通过球铰与所述动平台相连接，所述球铰包括铰链座，所述建立所述一般三支链并联机构的数学模型的步骤还包括：

建立所述支链的基坐标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；

建立支链4系相对于所述动平台P系的齐次变换矩阵，计算公式为：