專利名稱：一種具有測(cè)量基準(zhǔn)和固定坐標(biāo)系的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種六自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)精度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有測(cè)量基 準(zhǔn)的和固定坐標(biāo)系六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，公知的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度和定位精度與機(jī)構(gòu)的一些特征點(diǎn)的相 互位置精度相關(guān)，通常只能依靠加工和裝配來(lái)保證這些相互位置關(guān)系，而這些特征點(diǎn)多數(shù) 看不見(jiàn)摸不著，有些特征點(diǎn)只有并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)才能顯現(xiàn)，而且是空間位置關(guān)系。這些特征點(diǎn)主要包括“六個(gè)上虎克鉸回轉(zhuǎn)中心所在分布圓的精度、六個(gè)下虎克鉸 所在分布圓的精度、各虎克鉸回轉(zhuǎn)中心之間的分布精度、上下虎克鉸回轉(zhuǎn)中心與模擬器的 控制點(diǎn)位置精度，上下虎克鉸回轉(zhuǎn)中心之間的距離精度等”。由于現(xiàn)有技術(shù)的限制，六自由 度并聯(lián)機(jī)構(gòu)依靠加工和裝配來(lái)保證特征點(diǎn)的空間位置關(guān)系，有一定的盲目性精度得不到保 證和有效控制，而且此類并聯(lián)機(jī)構(gòu)各個(gè)參數(shù)相互牽扯相互耦合難以檢測(cè)，特別是大尺寸的 并聯(lián)機(jī)構(gòu)精度更是難以保證，查閱文獻(xiàn)報(bào)道得知可用一種誤差補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)提高并聯(lián)機(jī) 構(gòu)的精度，就是在并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到不同的六自由度空間位置時(shí)，測(cè)量并聯(lián)機(jī)構(gòu)若干相同點(diǎn) 的空間位置，然后通過(guò)大量的雅克比矩陣的解算經(jīng)過(guò)多次迭代反算出特征點(diǎn)的位置，這種 方法無(wú)疑非常復(fù)雜，重復(fù)性也不高。本發(fā)明是一種具有測(cè)量基準(zhǔn)和固定坐標(biāo)系的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，能夠較好的解決 了上述問(wèn)題，所采取的途徑是，在并聯(lián)機(jī)構(gòu)零件上設(shè)立測(cè)量點(diǎn)，即在虎克鉸的回轉(zhuǎn)軸兩端 加工定位孔、設(shè)計(jì)固定坐標(biāo)系、設(shè)計(jì)定位板，并建立統(tǒng)一的固定坐標(biāo)系，將并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特征 點(diǎn)引出來(lái)變成可直接測(cè)量，將測(cè)得的這些實(shí)際參數(shù)輸入到驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制模型中 去，這樣就能有效地提高運(yùn)動(dòng)精度和定位精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有測(cè)量基準(zhǔn)和固定坐標(biāo)系的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu).該機(jī)構(gòu)包括 虎克鉸、底板、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、伺服油缸、定位板、固定坐標(biāo)。所述的12個(gè)虎克鉸兩兩一組與6個(gè) 安裝底板連接；3個(gè)安裝虎克鉸的底板均布與安裝基礎(chǔ)連接。3個(gè)安裝虎克鉸的底板均布與 安裝基礎(chǔ)連接，所述的6個(gè)伺服油缸的缸筒與安裝基礎(chǔ)上的虎克鉸連接，伺服油缸活塞桿 與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的虎克鉸連接；所述的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上安裝可拆卸的定位板，定位板中央設(shè)有定 位孔提供測(cè)量基準(zhǔn)，在地面安裝基礎(chǔ)平面上設(shè)有固定坐標(biāo)系定位孔作為固定的坐標(biāo)系。本發(fā)明通過(guò)定位孔的測(cè)量獲得并聯(lián)機(jī)構(gòu)特征點(diǎn)，有效的解決了特征點(diǎn)的測(cè)量問(wèn) 題，提高了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度和定位精度。這項(xiàng)成果已經(jīng)成功地應(yīng)用于載人航天工程中 模擬對(duì)接過(guò)程的并聯(lián)機(jī)構(gòu)模擬器中，獲得了有益效果。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的主視圖
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的俯視3是本發(fā)明的特征點(diǎn)的關(guān)系4是本發(fā)明的虎克鉸組件示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1是本發(fā)明一種具有測(cè)量基準(zhǔn)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1的實(shí)施例所示 該機(jī)構(gòu)包括如圖1、圖2、是本發(fā)明一種具有測(cè)量基準(zhǔn)和固定坐標(biāo)系的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)示意圖，圖中12個(gè)性能參數(shù)完全相同的虎克鉸2兩兩配一組與6個(gè)安裝底板3連接，3 個(gè)安裝虎克鉸2的底板3均布與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7連接。3個(gè)安裝虎克鉸2的底板3均布與安裝 基礎(chǔ)連接，6根參數(shù)完全相同的伺服油缸1的缸筒與安裝基礎(chǔ)上的6個(gè)虎克鉸2連接，伺服 油缸1的活塞桿與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7上的虎克鉸2連接。運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7上安裝可拆卸的定位板6，與 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7連接的虎克鉸2的回轉(zhuǎn)中心15的分布圓10中心鉛錘線與定位板6中央位置的 定位孔8的中心鉛錘線重合，與安裝底板3連接的虎克鉸2的回轉(zhuǎn)中心15的分布圓9中心 鉛錘線與固定坐標(biāo)系定位孔4的中心鉛錘線重合，固定坐標(biāo)定位孔4與安裝基礎(chǔ)連接。并 聯(lián)機(jī)構(gòu)處于零位時(shí)，定位孔8的中心鉛錘線與固定坐標(biāo)系定位孔4的中心鉛錘線重合。如圖4所示上述的虎克鉸2兩兩一組安裝在底板3上，回轉(zhuǎn)軸11和回轉(zhuǎn)軸12的 兩端或一端設(shè)有定位孔13，定位孔13的中心線相交點(diǎn)15為虎克鉸2的回轉(zhuǎn)中心，底板上設(shè) 有定位孔14，可測(cè)量得到虎克鉸的回轉(zhuǎn)中心與定位孔14的位置關(guān)系，如圖3所示可以獲得 兩相鄰兩虎克鉸2回轉(zhuǎn)中心的距離16、17，可以獲得兩相鄰虎克鉸2回轉(zhuǎn)中心的距離5。
權(quán)利要求
1.一種具有測(cè)量基準(zhǔn)和固定坐標(biāo)系的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于將并聯(lián)機(jī)構(gòu)的 特征點(diǎn)引出來(lái)建立測(cè)量基準(zhǔn)可用于直接測(cè)量，包括虎克鉸[2]軸[11]和軸[12]的兩端或 一端具設(shè)有定位孔[13]，分別在軸[11]和軸[12]的定位孔[13]的中心線(包含中心線 的延長(zhǎng)線)的交點(diǎn)為虎克鉸[2]的回轉(zhuǎn)中心[15]，回轉(zhuǎn)中心[15]與底板[3]上的定位孔 [14]具有確定位置關(guān)系，測(cè)量定位孔[14]的即可獲得虎克鉸2回轉(zhuǎn)中心的位置，運(yùn)動(dòng)平臺(tái) [7]上安裝了可拆卸的定位板W]，定位板[6]的中央位置具有定位孔[8]，并聯(lián)機(jī)構(gòu)的下方 安裝基礎(chǔ)平面上設(shè)有固定坐標(biāo)系定位孔W]。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的一種具有測(cè)量基準(zhǔn)和固定坐標(biāo)系的的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在 于所有與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)[7]連接的虎克鉸[2]的回轉(zhuǎn)中心[15]的分布圓[10]中心的鉛錘線 與定位板W]中央位置的定位孔[8]的中心鉛錘線重合，所有與安裝底板[3]連接的虎克 鉸[2]的回轉(zhuǎn)中心[15]的分布圓[9]中心鉛錘線與固定坐標(biāo)系定位孔W]的中心鉛錘線 重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的一種具有測(cè)量基準(zhǔn)和固定坐標(biāo)系的的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在 于所述的12個(gè)性能參數(shù)完全相同的虎克鉸[2]兩兩配一組與6個(gè)安裝底板[3]連接，3 個(gè)安裝虎克鉸[2]的底板[3]均布與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)[7]連接，[3]個(gè)安裝虎克鉸[2]的底板[3] 均布與安裝基礎(chǔ)連接，6根參數(shù)完全相同的伺服油缸[1]的缸筒與安裝基礎(chǔ)上的6個(gè)虎克鉸 [2]連接，伺服油缸[1]的活塞桿與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)[7]上的虎克鉸[2]連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有測(cè)量基準(zhǔn)和固定坐標(biāo)系的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括虎克鉸兩個(gè)回轉(zhuǎn)軸的定位孔中心線的交點(diǎn)為虎克鉸回轉(zhuǎn)中心，回轉(zhuǎn)中心與底板上的定位孔具有確定位置關(guān)系，測(cè)量定位孔的即可獲得虎克鉸回轉(zhuǎn)中心的位置，本發(fā)明采用將并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特征點(diǎn)引出來(lái)建立測(cè)量基準(zhǔn)用于直接測(cè)量的方法，能夠很好地有效的解決了特征點(diǎn)的測(cè)量問(wèn)題，提高了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度和定位精度。取得了成功應(yīng)用于載人航天工程中模擬對(duì)接過(guò)程的并聯(lián)機(jī)構(gòu)模擬器中有益效果。
文檔編號(hào)G01B5/00GK102095341SQ20091020110
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者王北江 申請(qǐng)人:上海宇航系統(tǒng)工程研究所