一种轨迹误差补偿式四杆机构及其轨迹误差补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种轨迹误差补偿式四杆机构及其轨迹误差补偿方法。四杆机构包括曲柄、摇杆、活动连接在该曲柄和该摇杆之间的连杆、固定在该连杆上输出杆、用于在该曲柄工作时输出该输出杆的运动轨迹的控制器、施加在该输出杆上的电压源。输出杆采用电致动材料制成，使该输出杆能在该电压源的激励下旋转一定的角度。控制器根据刚性材料制成的输出杆，在曲柄工作时输出刚性材料制成的输出杆的原始轨迹，比较原始轨迹和期望轨迹之间的轨迹误差得到补偿轨迹，根据补偿轨迹得到电压源的电压激励时序，以控制电压源输出电压至电致动材料制成的输出杆。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种四杆机构，尤其涉及一种轨迹误差补偿式四杆机构及其轨迹误差补偿方法。
技术介绍
已有四杆机构各杆件为刚性杆件，多种轨迹综合是无法通过设置杆的长度来实现，其轨迹曲线只能通过理想轨迹上有限个点，与理想轨迹曲线存在误差，未必能得到使用者所期望的精确的连杆曲线。轨迹误差严重影响着工作精度，需要对轨迹误差进行准确性补偿。
技术实现思路
针对上述技术缺陷，本专利技术提供一种轨迹误差补偿式四杆机构及其轨迹误差补偿方法，其能对四杆机构的输出杆实现准确性的轨迹误差补偿。本专利技术的解决方案是：一种轨迹误差补偿式四杆机构，其包括曲柄、摇杆、活动连接在该曲柄和该摇杆之间的连杆、固定在该连杆上输出杆、用于在该曲柄工作时输出该输出杆的运动轨迹的控制器、施加在该输出杆上的电压源；该输出杆采用电致动材料制成，使该输出杆能在该电压源的激励下旋转一定的角度；该控制器首先根据刚性材料制成的输出杆，在该曲柄工作时输出刚性材料制成的输出杆的运动轨迹，并作为原始轨迹，其次，比较该原始轨迹和期望轨迹之间的轨迹误差得到补偿轨迹，之后，根据该补偿轨迹得到该电压源的电压激励时序，最后，根据该电压激励时序控制该电压源输出电压至电致动材料制成的输出杆，使电致动材料制成的输出杆在该曲柄工作时能在该电压源的电压激励下旋转并产生与该电压激励时序相对应的补偿轨迹，以补偿在任意时刻原始轨迹与期望轨迹之间的轨迹误差。作为上述方案的进一步改进，该轨迹误差补偿式四杆机构还包括数据库，该数据库存储有表征该曲柄在不同工作要求下的多个电压激励时序；当该曲柄运行某一工作要求时，该控制器根据该工作要求从该数据库中调取相应的电压激励时序，以控制该电压源输出相应电压至电致动材料制成的输出杆。作为上述方案的进一步改进，该轨迹误差补偿式四杆机构还包括安装该曲柄和该摇杆的基座。作为上述方案的进一步改进，该轨迹误差补偿式四杆机构还包括分别安装该曲柄和该摇杆的两个基座。本专利技术还提供一种轨迹误差补偿式四杆机构的轨迹误差补偿方法，该轨迹误差补偿式四杆机构包括曲柄、摇杆、活动连接在该曲柄和该摇杆之间的连杆、固定在该连杆上输出杆、用于在该曲柄工作时输出该输出杆的运动轨迹的控制器、施加在该输出杆上的电压源；该输出杆采用电致动材料制成，使该输出杆能在该电压源的激励下旋转一定的角度；该轨迹误差补偿方法包括以下步骤：根据刚性材料制成的输出杆，在该曲柄工作时输出刚性材料制成的输出杆的运动轨迹，并作为原始轨迹；比较该原始轨迹和期望轨迹之间的轨迹误差得到补偿轨迹；根据该补偿轨迹得到该电压源的电压激励时序；根据该电压激励时序控制该电压源输出电压至电致动材料制成的输出杆，使电致动材料制成的输出杆在该曲柄工作时能在该电压源的电压激励下旋转并产生与该电压激励时序相对应的补偿轨迹，以补偿在任意时刻原始轨迹与期望轨迹之间的轨迹误差。作为上述方案的进一步改进，该轨迹误差补偿方法设置数据库，该数据库存储有表征该曲柄在不同工作要求下的多个电压激励时序；当该曲柄运行某一工作要求时，根据该工作要求从该数据库中调取相应的电压激励时序，以控制该电压源输出相应电压至电致动材料制成的输出杆。本专利技术还提供另一种轨迹误差补偿式四杆机构，其包括曲柄、摇杆、活动连接在该曲柄和该摇杆之间的连杆、固定在该连杆上输出杆、用于在该曲柄工作时输出该输出杆的运动轨迹的控制器、施加在该输出杆上的电压源；该输出杆采用电致动材料制成，使该输出杆能在该电压源的激励下旋转一定的角度；该控制器包括：原始轨迹输出单元，其用于根据刚性材料制成的输出杆，在该曲柄工作时输出刚性材料制成的输出杆的运动轨迹，并作为原始轨迹；补偿轨迹获取单元，其用于比较该原始轨迹和期望轨迹之间的轨迹误差得到补偿轨迹；电压激励时序获取单元，其用于根据该补偿轨迹得到该电压源的电压激励时序；轨迹误差补偿单元，其用于根据该电压激励时序控制该电压源输出电压至电致动材料制成的输出杆，使电致动材料制成的输出杆在该曲柄工作时能在该电压源的电压激励下旋转并产生与该电压激励时序相对应的补偿轨迹，以补偿在任意时刻原始轨迹与期望轨迹之间的轨迹误差。作为上述方案的进一步改进，该控制器还包括数据库，该数据库存储有表征该曲柄在不同工作要求下的多个电压激励时序；当该曲柄运行某一工作要求时，该轨迹误差补偿单元根据该工作要求从该数据库中调取相应的电压激励时序，以控制该电压源输出相应电压至电致动材料制成的输出杆。本专利技术还提供又一种轨迹误差补偿式四杆机构，其包括曲柄、摇杆、活动连接在该曲柄和该摇杆之间的连杆、固定在该连杆上输出杆、用于在该曲柄工作时输出该输出杆的运动轨迹的控制器一、施加在该输出杆上的电压源以及控制该电压源的控制器二；该输出杆采用电致动材料制成，使该输出杆能在该电压源的激励下旋转一定的角度；该控制器一根据刚性材料制成的输出杆，在该曲柄工作时输出刚性材料制成的输出杆的运动轨迹，并作为原始轨迹；该控制器二比较该原始轨迹和期望轨迹之间的轨迹误差得到补偿轨迹，根据该补偿轨迹得到该电压源的电压激励时序，根据该电压激励时序控制该电压源输出电压至电致动材料制成的输出杆；当该曲柄运行某一工作要求时，该控制器二根据与该工作要求相对应的电压激励时序，控制该电压源输出相应电压至电致动材料制成的输出杆，该控制器一同步输出电致动材料制成的输出杆的运动轨迹即为期望轨迹。作为上述方案的进一步改进，该轨迹误差补偿式四杆机构还包括数据库，该数据库存储有表征该曲柄在不同工作要求下的多个电压激励时序；当该曲柄运行某一工作要求时，该控制器二根据该工作要求从该数据库中调取相应的电压激励时序，以控制该电压源输出相应电压至电致动材料制成的输出杆。本专利技术利用电致动材料通电后变形的性质，在传统四杆机构上进行创新，实现在与预期轨迹不相符的部分进行轨迹误差补偿，从而得到预期轨迹；而且本专利技术的设计方式也易于对传统四杆机构的升级，直接用电致动材料制成的输出杆替换传统输出杆，并对控制曲柄的控制器进行软件更新、或者打软件补丁，以便增加轨迹误差补偿功能，也可以增加控制输出杆进行轨迹误差补偿的额外控制器，因此对于线上更新非常方便，无需企业丢弃整个原有的四杆机构，易于本专利技术的推广与应用。附图说明图1为本专利技术轨迹误差补偿式四杆机构的象征性示意图。图2为图1中四杆机构的轨迹误差补偿示意图。图3-1为本专利技术轨迹误差补偿方法的实施例1的电压激励时序示意图。图3-2为本专利技术轨迹误差补偿方法的实施例1的原始轨迹示意图。图3-3为本专利技术轨迹误差补偿方法的实施例1的期望轨迹示意图。图4-1为本专利技术轨迹误差补偿方法的实施例2的电压激励时序示意图。图4-2为本专利技术轨迹误差补偿方法的实施例2的原始轨迹示意图。图4-3为本专利技术轨迹误差补偿方法的实施例2的期望轨迹示意图。图5-1为本专利技术轨迹误差补偿方法的实施例3的电压激励时序示意图。图5-2为本专利技术轨迹误差补偿方法的实施例3的原始轨迹示意图。图5-3为本专利技术轨迹误差补偿方法的实施例3的期望轨迹示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请一并参阅图1及图2，本专利技术的轨迹误差补偿式四杆机构主要包括曲柄、摇杆、活动连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨迹误差补偿式四杆机构，其包括曲柄、摇杆、活动连接在该曲柄和该摇杆之间的连杆、固定在该连杆上输出杆、用于在该曲柄工作时输出该输出杆的运动轨迹的控制器；其特征在于：该轨迹误差补偿式四杆机构还包括施加在该输出杆上的电压源；该输出杆采用电致动材料制成，使该输出杆能在该电压源的激励下旋转一定的角度；该控制器首先根据刚性材料制成的输出杆，在该曲柄工作时输出刚性材料制成的输出杆的运动轨迹，并作为原始轨迹，其次，比较该原始轨迹和期望轨迹之间的轨迹误差得到补偿轨迹，之后，根据该补偿轨迹得到该电压源的电压激励时序，最后，根据该电压激励时序控制该电压源输出电压至电致动材料制成的输出杆，使电致动材料制成的输出杆在该曲柄工作时能在该电压源的电压激励下旋转并产生与该电压激励时序相对应的补偿轨迹，以补偿在任意时刻原始轨迹与期望轨迹之间的轨迹误差。

【技术特征摘要】
1.一种轨迹误差补偿式四杆机构，其包括曲柄、摇杆、活动连接在该曲柄和该摇杆之间的连杆、固定在该连杆上输出杆、用于在该曲柄工作时输出该输出杆的运动轨迹的控制器；其特征在于：该轨迹误差补偿式四杆机构还包括施加在该输出杆上的电压源；该输出杆采用电致动材料制成，使该输出杆能在该电压源的激励下旋转一定的角度；该控制器首先根据刚性材料制成的输出杆，在该曲柄工作时输出刚性材料制成的输出杆的运动轨迹，并作为原始轨迹，其次，比较该原始轨迹和期望轨迹之间的轨迹误差得到补偿轨迹，之后，根据该补偿轨迹得到该电压源的电压激励时序，最后，根据该电压激励时序控制该电压源输出电压至电致动材料制成的输出杆，使电致动材料制成的输出杆在该曲柄工作时能在该电压源的电压激励下旋转并产生与该电压激励时序相对应的补偿轨迹，以补偿在任意时刻原始轨迹与期望轨迹之间的轨迹误差。2.如权利要求1所述的轨迹误差补偿式四杆机构，其特征在于：该轨迹误差补偿式四杆机构还包括数据库，该数据库存储有表征该曲柄在不同工作要求下的多个电压激励时序；当该曲柄运行某一工作要求时，该控制器根据该工作要求从该数据库中调取相应的电压激励时序，以控制该电压源输出相应电压至电致动材料制成的输出杆。3.如权利要求1所述的轨迹误差补偿式四杆机构，其特征在于：该轨迹误差补偿式四杆机构还包括安装该曲柄和该摇杆的基座。4.如权利要求1所述的轨迹误差补偿式四杆机构，其特征在于：该轨迹误差补偿式四杆机构还包括分别安装该曲柄和该摇杆的两个基座。5.一种轨迹误差补偿式四杆机构的轨迹误差补偿方法，该轨迹误差补偿式四杆机构包括曲柄、摇杆、活动连接在该曲柄和该摇杆之间的连杆、固定在该连杆上输出杆、用于在该曲柄工作时输出该输出杆的运动轨迹的控制器；其特征在于：该轨迹误差补偿式四杆机构还包括施加在该输出杆上的电压源；该输出杆采用电致动材料制成，使该输出杆能在该电压源的激励下旋转一定的角度；该轨迹误差补偿方法包括以下步骤：根据刚性材料制成的输出杆，在该曲柄工作时输出刚性材料制成的输出杆的运动轨迹，并作为原始轨迹；比较该原始轨迹和期望轨迹之间的轨迹误差得到补偿轨迹；根据该补偿轨迹得到该电压源的电压激励时序；根据该电压激励时序控制该电压源输出电压至电致动材料制成的输出杆，使电致动材料制成的输出杆在该曲柄工作时能在该电压源的电压激励下旋转并产生与该电压激励时序相对应的补偿轨迹，以补偿在任意时刻原始轨迹与期望轨迹之间的轨迹误差。6.如权利要求5所述的轨迹误差补偿式四杆机构的轨迹误差补偿方法，其特征在于：该轨迹误差补偿方法设置数据库，该数据库存储有表征该曲柄在不同工作要求下的多个电压激励时序；当该曲柄运行某一工作要求时，根据该工作要求从该数据库中调...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟华，黄兆凯，吴玉程，严建文，胡颖，吕品，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34