导　　师： 张宪民

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着德国工业4.0战略的提出以及微纳操作领域的发展,对并联机器人的定位精度、行程大小以及响应速度等提出了新的要求:高精度兼顾大行程。对于并联机器人而言,高精度与大行程是相互矛盾的,通常采用宏微结合的方式来兼顾两者。本文的研究对象为宏微结合精密定位机构中的宏动模块——平面3-RRR并联机构;研究的目的在于提高平面3-RRR并联机构的绝对定位精度。目前,一般通过运动学标定以及控制算法的改进来提高机构的绝对定位精度。本文围绕着这两方面以及实验进行了研究。(1)运动学标定方法研究。建立平面3-RRR并联机构的逆运动学模型,并在此基础上推导了传统的误差模型,之后进行了误差灵敏度分析。分析结果表明,平面3-RRR并联机构末端动平台的定位误差主要是来源于机构的输入角度误差。故对传统的误差模型进行了改进,提出了考虑减速机背隙的误差模型。(2)控制算法的改进。传统的平面3-RRR并联机构半闭环控制系统易受外界干扰,绝对定位精度不高,且随着零部件摩擦、磨损的加剧,绝对定位精度逐渐丧失。针对上述情况,在平面3-RRR并联机构末端动平台上安装外部传感器(如:机器视觉测量装置),实时反馈末端动平台的位姿,构成全闭环控制系统,通过相应的控制算法可以提高其绝对定位精度。针对平面3-RRR并联机构的非线性、强耦合等特点以及其运动控制模型的时变性,将模糊控制器与传统PID控制器相结合,设计了一种模糊PI全闭环控制算法。(3)实验研究。首先对平面3-RRR并联机构进行机构回零以及位姿重复性实验,然后基于两种不同误差模型进行了运动学参数标定实验,最后进行了平面3-RRR并联机构全闭环控制实验。

关 键 词： 宏微结合 机构 绝对定位精度 运动学标定 全闭环控制

领　　域： []