本發(fā)明涉及一種誤差補償方法，特別涉及一種在時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法。
背景技術：
：現(xiàn)有的工業(yè)、軍事技術發(fā)展領域?qū)ξ矬w的空間運動精度要求越來越高，并且環(huán)境溫度的改變會或多或少改變物體原有的位置。熱脹冷縮對位置精度要求很高的場合有著重大的影響，因此研究溫度改變對模型的誤差補償有不可忽視的意義。風洞是進行空氣動力研究的重要技術裝備，特別是對國家的航空航天事業(yè)的發(fā)展有著至關重要的作用。國家要發(fā)展飛機，發(fā)展飛行器，就必須要有整套的能夠進行驗證的空氣動力試驗設施。在風洞試驗內(nèi)部空間中，外掛物(飛機、導彈等)固定在空間六自由度機構上，并用來模擬真實情況下的外掛物位姿調(diào)整。風洞試驗內(nèi)部空間溫度并不是恒定的，且在相當大的范圍內(nèi)變化。依據(jù)熱脹冷縮原理，這就造成了不同溫度下外掛物中心點會發(fā)生細微的變化，直接會影響到外掛物中心點的初始位置，并對以后的測量結果產(chǎn)生意想不到的差別，而且軍事行業(yè)對數(shù)據(jù)更為敏感，很小的數(shù)據(jù)誤差也有可能造成很大的錯誤。鑒于此，研究非解耦情況下的溫度場改變對模型末端的誤差補償就有著重大的意義和價值。因此，本發(fā)明提供一種時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法，以解決上述問題。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種可靠的時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法，其中該時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法包括以下步驟：步驟1，通過分析軟件導入模型，在外掛物模型末端設定的不同位姿(理論位姿)下，設定不同的環(huán)境溫度，通過分析檢測外掛物模型末端位姿的改變量，并建立起與基于溫度改變的變形誤差數(shù)據(jù)庫；步驟2，根據(jù)模型任意位姿和區(qū)間溫度通過插值法查變形誤差數(shù)據(jù)庫確定該外掛物模型的變形誤差；步驟3，根據(jù)該外掛物模型的變形誤差和位姿，對機構運動方程逆解，確定該外掛物模型的末端位置需要被修正的調(diào)整值；步驟4，根據(jù)該外掛物模型的末端位置需要被調(diào)整的調(diào)整值，藉由該六自由度非解耦機構對該外掛物模型的末端位置進行調(diào)整。作為對本發(fā)明的該時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法的進一步優(yōu)選的實施例，在該步驟1中，通過有限元軟件導入模型，在外掛物模型末端設定的不同位姿(理論位姿)下，設定不同的環(huán)境溫度，通過分析檢測外掛物模型末端位姿的改變量，并建立起與基于溫度改變的變形誤差數(shù)據(jù)庫。作為對本發(fā)明的該時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法的進一步優(yōu)選的實施例，在該步驟2中，根據(jù)模型任意位姿和區(qū)間溫度通過插值法查變形誤差數(shù)據(jù)庫確定該外掛物模型的變形誤差。本發(fā)明的該時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法優(yōu)勢在于：該時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法包括步驟：建立與該外掛物相關的一個變形誤差數(shù)據(jù)庫；在溫度場的溫度發(fā)生改變后，確定該外掛物末端的實際位置；對比該外掛物末端的實際位置和理想位置，以確定更改外掛物末端的位置偏差值；根據(jù)該外掛物的偏差值和該變形誤差數(shù)據(jù)庫，確定該外掛物末端的位置需要被調(diào)整的調(diào)整值；以及根據(jù)該外掛物末端的位置需要被調(diào)整的調(diào)整值，藉由該六自由度非解耦機構對該外掛物末端的位置進行調(diào)整，該時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法用于在穩(wěn)定不恒定的狀態(tài)下由于熱脹冷縮而造成的該六自由度非解耦機構的末端位置發(fā)生細微改變的補償，能夠提高該外掛物，例如飛行器模型的運動位姿精度，為風洞試驗的準確性奠定基礎，該時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法通過該六自由度非解耦機構的驅(qū)動電機來進行相應的誤差補償，使得補償機構簡潔、可靠。通過建立該變形誤差數(shù)據(jù)庫的方式，使得該時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法的補償速度更快。附圖說明為了獲得本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點和特點，以下將參照附圖中所示的本發(fā)明的具體實施例對以上概述的本發(fā)明進行更具體的說明。應理解的是，這些附圖僅示出了本發(fā)明的典型實施例，因此不應被視為對本發(fā)明的范圍的限制，通過使用附圖，將對本發(fā)明進行更具體和更詳細的說明和闡述。在附圖中：圖1是該六自由度非解耦機構的立體示意圖。圖2是該時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法的流程示意圖。具體實施方式以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領域技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本發(fā)明的基本原理可以應用于其他實施方案、變形方案、改進方案、等同方案以及沒有背離本發(fā)明的精神和范圍的其他技術方案。如圖1所示，一個六自由度非解耦機構包括一個基座1、一個Z向運動機構2、一個偏航運動機構3、一個Y向運動機構4、一個X向運動機構5、一個俯仰運動機構6、一個彎刀運動機構7以及一個尾支桿8，其中該基座1、該Z向運動機構2、該偏航運動機構3、該Y向運動機構4、該X向運動機構5、該俯仰運動機構6、該彎刀運動機構7和該尾支桿8在結構上采用串聯(lián)且在功能上采用混聯(lián)的方式結合為一體，以使該六自由度非解耦機構的功能實現(xiàn)簡單、可靠，且空間復用、結構緊湊。該Z向運動機構2采用電機、絲杠螺母來驅(qū)動，并且在兩側的直線導軌做導向來實現(xiàn)。該偏航運動機構3通過設置在該X向運動機構5的弧形導軌來實現(xiàn)偏航運動，其中該X向運動機構5采用電機、絲杠螺母來驅(qū)動，并且在兩側的直線導軌做導向來實現(xiàn)，該俯仰運動機構6通過設置在該Y向運動機構4內(nèi)壁的兩個直線導軌來實現(xiàn)Y向移動。該彎刀運動機構7能夠減小迎風面，減少風阻，并且該彎刀運動機構7能夠在該俯仰運動機構6的帶動下做俯仰運動。該尾支桿8能夠連接外掛物，例如飛行器模型，其中該尾支桿8通過中控電機來實現(xiàn)滾轉(zhuǎn)運動。當該尾支桿8的末端中心與俯仰運動中心、偏航運動中心沒有三心重合時，就形成了該六自由度非解耦機構，其中要實現(xiàn)α、β的角度變化需要X向、Y向、Z向移動的配合，滾轉(zhuǎn)γ運動則單獨實現(xiàn)，其末端在空間中的坐標系如圖1所示，O為末端點。在試驗空間內(nèi)部，假設溫度場的溫度從c0到c1進行改變，由于溫度傳遞是一個過程，試驗空間內(nèi)的模型溫度不能發(fā)生突變，需要一定的時間Δt進行傳遞，待溫度穩(wěn)定后，試驗空間內(nèi)的溫度與模型的溫度一致,模型末端中心由于熱脹冷縮原理會偏離原理想位置產(chǎn)生誤差。在本發(fā)明的一個實施例中，可以采用有限元分析軟件來建立誤差分析表。在有限元分析軟件中，將模型導入，建立c0時的模型分析，此刻模型末端的位姿為(X0Y0Z0α0β0γ0),同樣的原理建立c1時的模型分析，而模型末端的位姿變?yōu)?X1Y1Z1α1β1γ1)，從而可以得出在c0到c1這一溫度差內(nèi)，模型末端中心改變的整體位姿為(ΔXΔYΔZΔαΔβΔγ),具體為：ΔX＝X1-X0,ΔY＝Y1-Y0,ΔZ＝Z1-Z0Δα＝α1-α0,Δβ＝β1-β0,Δγ＝γ1-γ0在上述中，X代表模型末端的X軸坐標，Y代表模型末端的Y軸坐標，Z代表模型末端的Z軸坐標，α代表模型末端坐標系的繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角度，β代表模型末端坐標系的繞Y軸的旋轉(zhuǎn)角度，γ代表模型末端坐標系的繞X軸的旋轉(zhuǎn)角度。由于溫度的影響，模型末端中心位姿會發(fā)生改變，但如果溫差過于小，溫度造成的誤差會很小，針對此種情況，設定了一個標準值，設溫度差10°為一個階梯，改變的位姿為(ΔXΔYΔZΔαΔβΔγ)，在介于c0與c1之間的溫度時，采用差值法來計算出模型末端中心的位姿，即認為溫度變化造成的誤差是線性的?；谶@樣的算法，可以建立起c0到c1之間的誤差分析表，就可以根據(jù)測量所得的溫度來知道此刻模型末端偏離理想中心的誤差，以外掛物模型的某一位姿為例簡述變形誤差表的建立，該六自由度非解耦機構的末端在不同溫度時的實際位姿如下表所示，其中Δt＝10℃。另外，該六自由度非解耦機構的末端某一位姿在不同溫度時的位姿差如下表所示，其中Δt＝10℃。t0t0+Δtt0+2·Δtt0+3·Δtt0+4·Δt……ΔX0ΔX1ΔX2ΔX3ΔX4……ΔY0ΔY1ΔY2ΔY3ΔY4……ΔZ0ΔZ1ΔZ2ΔZ3ΔZ4……Δα0Δα1Δα2Δα3Δα4……Δβ0Δβ1Δβ2Δβ3Δβ4……Δγ0Δγ1Δγ2Δγ3Δγ4……進一步，如圖2所示，本發(fā)明提供一種時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法，其包括以下步驟：步驟1，建立與該外掛物相關的一個變形誤差數(shù)據(jù)庫；步驟2，在溫度場的溫度發(fā)生改變后，確定該外掛物末端的實際中心位置；步驟3，對比該外掛物末端的實際位置和理想位置，以確定更改外掛物末端的位置偏差值；步驟4，根據(jù)該外掛物的偏差值和該變形誤差數(shù)據(jù)庫，確定該外掛物末端的位置需要被調(diào)整的調(diào)整值；步驟5，根據(jù)該外掛物末端的位置需要被調(diào)整的調(diào)整值，藉由該六自由度非解耦機構對該外掛物末端的位置進行調(diào)整。進一步地，在該步驟1中，通過對該外掛物在不同溫度下的變形進行統(tǒng)計，建立與該外掛物相關的該變形誤差數(shù)據(jù)庫。更進一步地，在該步驟2中，通過插值法確定該外掛物末端的實際位置。以上對本發(fā)明的一個實施例進行了詳細說明，但該內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3