CN102095341A - 一种具有测量基准和固定坐标系的六自由度并联机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有测量基准和固定坐标系的六自由度并联机构，包括：虎克铰两个回转轴的定位孔中心线的交点为虎克铰回转中心，回转中心与底板上的定位孔具有确定位置关系，测量定位孔的即可获得虎克铰回转中心的位置，本发明采用将并联机构的特征点引出来建立测量基准用于直接测量的方法，能够很好地有效的解决了特征点的测量问题，提高了并联机构的运动精度和定位精度。取得了成功应用于载人航天工程中模拟对接过程的并联机构模拟器中有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种六自由度运动机构精度测量技术领域，具体涉及一种具有测量基准的和固定坐标系六自由度并联机构。
背景技术
目前，公知的六自由度并联机构的运动精度和定位精度与机构的一些特征点的相互位置精度相关，通常只能依靠加工和装配来保证这些相互位置关系，而这些特征点多数看不见摸不着，有些特征点只有并联机构运动时才能显现，而且是空间位置关系。
这些特征点主要包括：“六个上虎克铰回转中心所在分布圆的精度、六个下虎克铰所在分布圆的精度、各虎克铰回转中心之间的分布精度、上下虎克铰回转中心与模拟器的控制点位置精度，上下虎克铰回转中心之间的距离精度等”。由于现有技术的限制，六自由度并联机构依靠加工和装配来保证特征点的空间位置关系，有一定的盲目性精度得不到保证和有效控制，而且此类并联机构各个参数相互牵扯相互耦合难以检测，特别是大尺寸的并联机构精度更是难以保证，查阅文献报道：得知可用一种误差补偿的方法来提高并联机构的精度，就是在并联机构运动到不同的六自由度空间位置时，测量并联机构若干相同点的空间位置，然后通过大量的雅克比矩阵的解算经过多次迭代反算出特征点的位置，这种方法无疑非常复杂，重复性也不高。
本发明是一种具有测量基准和固定坐标系的六自由度并联机构，能够较好的解决了上述问题，所采取的途径是，在并联机构零件上设立测量点， 即在虎克铰的回转轴两端加工定位孔、设计固定坐标系、设计定位板，并建立统一的固定坐标系，将并联机构的特征点引出来变成可直接测量，将测得的这些实际参数输入到驱动并联机构运动的控制模型中去，这样就能有效地提高运动精度和定位精度。
发明内容
本发明提供一种具有测量基准和固定坐标系的六自由度并联机构.该机构包括虎克铰、底板、运动平台、伺服油缸、定位板、固定坐标。所述的12个虎克铰两两一组与6个安装底板连接；3个安装虎克铰的底板均布与安装基础连接。3个安装虎克铰的底板均布与安装基础连接，所述的6个伺服油缸的缸筒与安装基础上的虎克铰连接，伺服油缸活塞杆与运动平台上的虎克铰连接；所述的运动平台上安装可拆卸的定位板，定位板中央设有定位孔提供测量基准，在地面安装基础平面上设有固定坐标系定位孔作为固定的坐标系。
本发明通过定位孔的测量获得并联机构特征点，有效的解决了特征点的测量问题，提高了并联机构的运动精度和定位精度。这项成果已经成功地应用于载人航天工程中模拟对接过程的并联机构模拟器中，获得了有益效果。
附图说明
图1是本发明的结构的主视图
图2是本发明的结构的俯视图
图3是本发明的特征点的关系图
图4是本发明的虎克铰组件示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明一种具有测量基准的并联机构的结构示意图，如图1的实施例所示该机构包括：如图1、图2、是本发明一种具有测量基准和固定坐标系的六自由度并联机构结构示意图，图中12个性能参数完全相同的虎克铰2两两配一组与6个安装底板3连接，3个安装虎克铰2的底板3均布与运动平台7连接。3个安装虎克铰2的底板3均布与安装基础连接，6根参数完全相同的伺服油缸1的缸筒与安装基础上的6个虎克铰2连接，伺服油缸1的活塞杆与运动平台7上的虎克铰2连接。运动平台7上安装可拆卸的定位板6，与运动平台7连接的虎克铰2的回转中心15的分布圆10中心铅锤线与定位板6中央位置的定位孔8的中心铅锤线重合，与安装底板3连接的虎克铰2的回转中心15的分布圆9中心铅锤线与固定坐标系定位孔4的中心铅锤线重合，固定坐标定位孔4与安装基础连接。并联机构处于零位时，定位孔8的中心铅锤线与固定坐标系定位孔4的中心铅锤线重合。
如图4所示：上述的虎克铰2两两一组安装在底板3上，回转轴11和回转轴12的两端或一端设有定位孔13，定位孔13的中心线相交点15为虎克铰2的回转中心，底板上设有定位孔14，可测量得到虎克铰的回转中心与定位孔14的位置关系，如图3所示可以获得两相邻两虎克铰2回转中心的距离16、17，可以获得两相邻虎克铰2回转中心的距离5。
Claims (3)
1.一种具有测量基准和固定坐标系的六自由度并联机构，其特征在于：将并联机构的特征点引出来建立测量基准可用于直接测量，包括：虎克铰[2]轴[11]和轴[12]的两端或一端具设有定位孔[13]，分别在轴[11]和轴[12]的定位孔[13]的中心线(包含中心线的延长线)的交点为虎克铰[2]的回转中心[15]，回转中心[15]与底板[3]上的定位孔[14]具有确定位置关系，测量定位孔[14]的即可获得虎克铰2回转中心的位置，运动平台[7]上安装了可拆卸的定位板[6]，定位板[6]的中央位置具有定位孔[8]，并联机构的下方安装基础平面上设有固定坐标系定位孔[4]。
2.根据权利要求书1所述的一种具有测量基准和固定坐标系的的并联机构，其特征在于：所有与运动平台[7]连接的虎克铰[2]的回转中心[15]的分布圆[10]中心的铅锤线与定位板[6]中央位置的定位孔[8]的中心铅锤线重合，所有与安装底板[3]连接的虎克铰[2]的回转中心[15]的分布圆[9]中心铅锤线与固定坐标系定位孔[4]的中心铅锤线重合。
3.根据权利要求书1所述的一种具有测量基准和固定坐标系的的并联机构，其特征在于：所述的12个性能参数完全相同的虎克铰[2]两两配一组与6个安装底板[3]连接，3个安装虎克铰[2]的底板[3]均布与运动平台[7]连接，[3]个安装虎克铰[2]的底板[3]均布与安装基础连接，6根参数完全相同的伺服油缸[1]的缸筒与安装基础上的6个虎克铰[2]连接，伺服油缸[1]的活塞杆与运动平台[7]上的虎克铰[2]连接。
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