类SCARA动平台可连续回转并联机器人机构的误差分析

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本文从一种三自由度类SCARA动平台可连续回转并联机器人出发,在机构构型、运动学分析等的基础之上,首次对该并联机器人动平台上涉及到的静态精度问题进行研究,主要包括类SCARA并联机器人机构的几何误差建模和误差分析。论文的主要研究内容如下:首先,通过对比各种不同机器人机构的误差建模方法,针对本文所研究的类SCARA并联机器人,指出了现有建模方法的不足,并提出了一种新的进行误差建模的方法,即:将类SCARA并联机器人动平台上所涉及到的所有由于制造和装配而产生的几何误差进行分类描述,进而分析这些几何误差对动平台输出端的影响,通过建模计算最后得到各杆的终端误差。这种方法无须任何微分运算,推导过程简单、误差模型物理意义清楚并能分析多种原始误差产生的机器人终端误差。其次,利用微分叠加原理,将各杆几何误差相对应的终端误差进行线性叠加,找出终端误差对应的影响系数,研究发现,该机器人的终端几何误差受其位姿参数和几何参数,以及几何参数误差等诸多因素的影响。为了表示某个杆的几何参数误差对终端几何误差的影响程度,可直接分析该机器人的位姿参数和几何参数与终端几何误差的影响系数的关系。因此,误差影响系数的应用对于类SCARA并联机器人机构的误差分析具有重要意义,同时,也丰富了机器人研究领域中误差影响系数的概念和应用范围。最后,从影响系数入手,利用MATLAB建立图形分析了机器人位姿参数和几何参数与误差影响系数的关系,找到了误差奇异点,提出动平台末端机械手应采用两点取放物,避开误差奇异点,这对机器人操作具有实际的指导意义。
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