3-RSR并联机构的精度研究

【摘要】由于并联机构具有很好的精度、承载能力和刚度性能，所以并联机构的研究如今已经越来越受到广大学者和专家们的重视。由于精度性能一直是并联机构研究领域里一个研究难点，而且广大学者专家们对于并联机构精度性能的研究力度也很小，所以并联机构精度性能的研究对并联机构的发展和应用意义重大。本文以3-RSR并联机构为研究对象，对其精度性能进行了以下几方面的研究。运动学分析。为了更方便、更简洁、更快速的求解出位置正解，以便于对3-RSR并联机构进行实时控制，采用了解析法与BP神经网络相结合的方法，通过实例验证，采用此方法所得到的正解值能够很精确地与理论值拟合。误差模型。因为3-RSR的三条支链是完全对称的，所以可以选取3-RSR并联机构的任意一条支链作为研究对象，构建动平台相对于静平台的D-H矩阵，接着采用矩阵微分法，建立3-RSR并联机构的误差模型，误差矩阵里包含了动平台的6个位姿分量的误差值。误差分析。利用定性分析法分析各个构件的原始误差分量对动平台运动误差的影响，并借助于Matlab软件，进行定量分析，得出原始误差的影响规律曲线，得出各构件的原始误差对动平台运动误差的影响程度。误差补偿。采用了径向基神经网络算法来对3-RSR并联机构的运动误差进行补偿，该算法能够快速训练出实际驱动转角到理论驱动转角的函数关系，而且具有很高的拟合效果，所以在实际补偿过程中，能够使3-RSR并联机构的精度得到很大的提高。最后，通过实例验证，3-RSR并联机构位置逆解结合BP神经网络训练法能够快速、准确的解出3-RSR并联机构的位置正解，这样有助于实时地了解并控制3-RSR并联机构的运动状态；通过误差分析能发现杆长原始误差对3-RSR并联机构的动平台运动误差影响程度最大；进行误差补偿之后使精度提高了将近10倍，这样能很好的满足工作场合的精度要求。此方法也能解决其他构型的并联机构，对于并联机构精度问题研究是一个很好的借鉴。
【作者】杨斌；
【导师】李瑞琴；陈小民；
【作者基本信息】中北大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】3-RSR并联机构；位置正解；D-H变换矩阵；几何误差；误差补偿；

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