并联机构的精度分析方法、装置以及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种并联机构的精度分析方法、装置以及电子设备，包括：建立并联机构的运动学数学模型；将运动学数学模型中的每条支链均分解成DH模型、定平台铰链座模型以及动平台铰链座模型；对DH模型、定平台铰链座模型以及动平台铰链座模型进行微分计算，分别对应得到DH参数误差模型、平台铰链座误差模型以及动平台铰链座误差模型；结合DH参数误差模型、平台铰链座误差模型以及动平台铰链座误差模型，得到整条支链的误差；结合所有支链的误差，得到全参数误差模型，并对全参数误差模型进行计算，得到运动数学模型的全误差参数雅可比矩阵，解决了并联机构精度计算准确度低的技术问题，该方式提高了并联机构精度计算的准确度。

Precision Analysis Method, Device and Electronic Equipment of Parallel Mechanisms

The invention provides a precision analysis method, device and electronic equipment of parallel mechanism, including: establishing kinematics mathematical model of parallel mechanism; decomposing each branch of kinematics mathematical model into DH model, fixed platform hinge seat model and moving platform hinge seat model; differential calculation of DH model, fixed platform hinge seat model and moving platform hinge seat model. The error models of DH parameters, platform hinges and moving platform hinges are obtained respectively; the error models of the whole chain are obtained by combining the error models of DH parameters, platform hinges and moving platform hinges; the error models of all the chains are obtained by combining the error models of all the chains, and the motion of the whole parameter error models is calculated by calculating the error models of all the chains. The Jacobian matrix, which is the full error parameter of the mathematical model, solves the technical problem of low precision calculation of parallel mechanism, and improves the accuracy of precision calculation of parallel mechanism.

【技术实现步骤摘要】
并联机构的精度分析方法、装置以及电子设备
本专利技术涉及并联机构
，尤其是涉及一种并联机构的精度分析方法、装置以及电子设备。
技术介绍
并联机构是在动平台与静平台之间利用多个运动支链通过并联方式联接而成的，由于并联机构比串联机构承载能力强，使得并联机构具有更广阔的应用前景。并联机床是利用并联机构构成的结构简单但控制复杂的机床，然而制造商将主要精力集中在零件设计上，没有采用全局的设计方法，造成并联机床的精度不高，市场化推进出现障碍。因此，现有的并联机构参数精度计算准确度低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种并联机构的精度分析方法、装置以及电子设备，以解决现有技术中存在的并联机构参数精度计算准确度低的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种并联机构的精度分析方法，包括：建立并联机构的运动学数学模型，其中，运动学数学模型包括多条相同的支链；将运动学数学模型中的每条支链均分解成DH模型、定平台铰链座模型以及动平台铰链座模型；对DH模型、定平台铰链座模型以及动平台铰链座模型进行微分计算，分别对应得到DH参数误差模型、平台铰链座误差模型以及动平台铰链座误差模型；结合DH参数误差模型、平台铰链座误差模型以及动平台铰链座误差模型，得到整条支链的误差；结合所有支链的误差，得到全参数误差模型，并对全参数误差模型进行计算，得到运动数学模型的全误差参数雅可比矩阵。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，并联机构类别包括：6_6R、6PUS、6_P5R、6UP以及6_2RP3R。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，6PUS的运动学数学模型为：其中，j表示第j个支链；表示第j个支链的定平台铰链座位姿转换；表示第j个支链上，第i-1坐标系到第i坐标系的位姿变换；表示第j个支链动平台铰链座的位姿转换。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，全参数误差模型包括：运动旋量以及误差旋量。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，6PUS的全参数误差模型为：其中，j表示第j个支链，表示运动旋量构成的矩阵，表示误差旋量构成的矩阵，dθ表示被动转动变量的微分值，de表示结构参数的微分值。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括：将全参数误差模型两侧的矩阵与约束旋量进行左乘，得到消去运动旋量的目标模型。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，全误差参数雅可比矩阵的行数为六行；全误差参数雅可比矩阵的列数为一百零二列。第二方面，本专利技术实施例还提供一种并联机构的精度分析装置，包括：建立模块，用于建立并联机构的运动学数学模型，其中，运动学数学模型包括多条相同的支链；分解模块，用于将运动学数学模型中的每条支链均分解成DH模型、定平台铰链座模型以及动平台铰链座模型；计算模块，用于对DH模型、定平台铰链座模型以及动平台铰链座模型进行微分计算，分别对应得到DH参数误差模型、平台铰链座误差模型以及动平台铰链座误差模型；第一结合模块，用于结合DH参数误差模型、平台铰链座误差模型以及动平台铰链座误差模型，得到整条支链的误差；第二结合模块，用于结合所有支链的误差，得到全参数误差模型，并对全参数误差模型进行计算，得到运动数学模型的全误差参数雅可比矩阵。第三方面，本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述如第一方面所述的方法的步骤。第四方面，本专利技术实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行如第一方面所述的方法。本专利技术实施例提供的技术方案带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供了一种并联机构的精度分析方法、装置以及电子设备，包括：首先建立并联机构的运动学数学模型，其中，运动学数学模型包括多条相同的支链，然后将运动学数学模型中的每条支链均分解成DH模型、定平台铰链座模型以及动平台铰链座模型，之后对DH模型、定平台铰链座模型以及动平台铰链座模型进行微分计算，分别对应得到DH参数误差模型、平台铰链座误差模型以及动平台铰链座误差模型，再者结合DH参数误差模型、平台铰链座误差模型以及动平台铰链座误差模型，得到整条支链的误差，最后结合所有支链的误差，得到全参数误差模型，并对全参数误差模型进行计算，从而得到运动数学模型的全误差参数雅可比矩阵，因此，通过建立具有并联机构运动学数学模型，并对运动学数学模型进行分解得到DH模型、定平台铰链座模型以及动平台铰链座模型，然后对DH模型、定平台铰链座模型以及动平台铰链座模型分进行微分计算，对应得到DH参数误差模型、平台铰链座误差模型以及动平台铰链座误差模型，最后将三个误差模型整合成全误差参数模型，进而得到全误差参数的雅可比矩阵，该方式提高了并联机构精度计算的准确度，为并联机构中参数设置提供依据，有利于改善并联机床性能，提高制造水平，推动科学技术发展，从而解决了并联机构参数精度计算准确度低的技术问题。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种并联机构的精度分析方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的动平台32种位姿的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种并联机构的精度分析装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前，现有六支链并联机构是利用三个两两垂直相交轴的复合铰链代替球铰链进行制造的，但进行计算分析时却应用球铰链模型，该计算分析方法忽略了轴与轴之间不相交的误差，造成并联机构精度计算准确度低。此外，现有的六支链并联机构主要以42参数进行计算，误差参数的数据不全面。基于此，现有技术中存在的并联机构参数精度计算准确度低的技术问题，本专利技术实施例提供的一种并联机构的精度分析方法、装置以及电子设备，可以解决现有技术中存在的并联机构参数精度计算准确度低的技术问题。为便于对本实施例进行理解，首先对本专利技术实施例所公开的一种并联机构的精度分析方法、装置以及电子设备进行详细介绍。实施例一：本专利技术实施例提供的一种并联机构的精度分析方法，如图1所示，该方法包括：步骤S102，建本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并联机构的精度分析方法，其特征在于，包括：建立并联机构的运动学数学模型，其中，所述运动学数学模型包括多条相同的支链；将所述运动学数学模型中的每条所述支链均分解成DH模型、定平台铰链座模型以及动平台铰链座模型；对所述DH模型、所述定平台铰链座模型以及所述动平台铰链座模型进行微分计算，分别对应得到DH参数误差模型、平台铰链座误差模型以及动平台铰链座误差模型；结合所述DH参数误差模型、所述平台铰链座误差模型以及所述动平台铰链座误差模型，得到整条支链的误差；结合所有支链的所述误差，得到全参数误差模型，并对所述全参数误差模型进行计算，得到所述运动数学模型的全误差参数雅可比矩阵。

【技术特征摘要】
1.一种并联机构的精度分析方法，其特征在于，包括：建立并联机构的运动学数学模型，其中，所述运动学数学模型包括多条相同的支链；将所述运动学数学模型中的每条所述支链均分解成DH模型、定平台铰链座模型以及动平台铰链座模型；对所述DH模型、所述定平台铰链座模型以及所述动平台铰链座模型进行微分计算，分别对应得到DH参数误差模型、平台铰链座误差模型以及动平台铰链座误差模型；结合所述DH参数误差模型、所述平台铰链座误差模型以及所述动平台铰链座误差模型，得到整条支链的误差；结合所有支链的所述误差，得到全参数误差模型，并对所述全参数误差模型进行计算，得到所述运动数学模型的全误差参数雅可比矩阵。2.根据权利要求1所述的并联机构的精度分析方法，其特征在于，所述并联机构类别包括：6_6R、6PUS、6_P5R、6UP以及6_2RP3R。3.根据权利要求2所述的并联机构的精度分析方法，其特征在于，所述6PUS的所述运动学数学模型为：其中，j表示第j个支链；所述表示第j个支链的定平台铰链座位姿转换；所述表示第j个支链上，第i-1坐标系到第i坐标系的位姿变换；所述表示第j个支链动平台铰链座的位姿转换。4.根据权利要求1所述的并联机构的精度分析方法，其特征在于，所述全参数误差模型包括：运动旋量以及误差旋量。5.根据权利要求2所述的并联机构的精度分析方法，其特征在于，所述6PUS的全参数误差模型为：其中，j表示第j个支链，表示运动旋量构成的矩阵，表示误差旋量构成的矩阵，dθ表示被动转动变量的微分值，d...

【专利技术属性】
技术研发人员：周万勇，
申请(专利权)人：北华航天工业学院，
类型：发明
国别省市：河北,13