基于伸缩测量尺的diamond机器人零点标定方法研究

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1、天津大学硕士学位论文基于伸缩测量尺的Diamond机器人零点标定方法研究MeasureRulerBasedHomePositionCalibrationofaDiamondRobot学科专业：机械工程作者姓名：薛娜指导教师：梅江平副教授企业导师：张海勇高级工程师天津大学机械工程学院二零一五年十二月中文摘要本文以一种二自由度高速并联机器人（Diamond）为研究对象，针对高速并联机器人的零点误差问题，提出一种基于伸缩测量尺的零点标定方法，主要内容包括零点标定理论方法研究、零点标定计算机仿真和零点标定实验。全文取得如下成果：零点标定理论方法研究：首先，简要介

2、绍了Diamond机器人的结构特征，在此基础上设计了一种用于对Diamond机器人进行零点误差测量的伸缩测量尺机构；其次，将安装有伸缩测量尺机构的Diamond机器人的结构进行合理简化，建立了Diamond机器人的逆解模型、正解模型、包含主动臂初始转角误差的2参数误差模型和基于此伸缩测量尺机构的零点误差辨识模型，用于实现针对Diamond机器人的零点误差辨识；最后，通过合理分析选择了一种适用于此次零点标定的误差补偿策略。零点标定计算机仿真：首先，以辰星（天津）自动化设备有限公司的Diamond机器人为研究对象，设定了Diamond机器人的几何结构参数，并

3、依据不同的主动臂初始转角误差、Diamond机器人结构误差和伸缩测量尺安装位置误差设定了6组仿真参数；其次，在综合考虑辨识精度和标定效率的前提下，进行此次零点标定的测点规划；再次，通过MATLAB软件编程计算Diamond机器人不计结构误差条件下的零点标定效果，验证了本文所建辨识模型的正确性；最后，基于本文所提出的零点标定方法，通过MATLAB软件实现针对Diamond机器人的零点标定计算机仿真，证实了本文所提零点标定方法的有效性。零点标定实验：首先，对Diamond机器人进行基础精度检测，以确保其具有一定的基础精度；其次，介绍了激光追踪仪及其测量原理；

4、最后，按照本文所述的零点标定方法，完成Diamond机器人零点标定实验，并通过激光追踪仪验证了此次零点标定实验的效果，将Diamond机器人的零点误差降低到0.11mm，证明了本文所述零点标定方法的有效性。本文的零点标定方法对于其他并联机构的零点标定具有一定的指导意义。关键词：Diamond机器人；伸缩测量尺；零点标定；误差补偿IAbstractTakinga2-DOFparallelrobot(Diamond)astheresearchobject，ameasurerulerbasedhomepositioncalibrationmethodaimin

5、gatthehomepositionerrorofhighspeedparallelrobotwasproposed.Theprimarycoverageincludesstudyofhomepositioncalibrationtheory,computersimulationofhomepositionandhomepositioncalibrationexperiment.Thefulltextyieldsthefollowingresult:Studyofhomepositioncalibrationtheory:Firstly,ameasure

6、rulerformeasuringthehomepositionerrorofDiamondrobotwasdesigned.Secondly,bymeansofsystemanalysisandreasonablemechanismsimplificationofDiamondrobotwihameasureruler,theforwardkinematicmodel,theinversekinematicalmodel,theerrormodelandthehomepositionerroridentificationmodelbasedonmeas

7、urerulerwereestablished.Finally,theerrorcompensationstrategywasselectedforthecalibrationofthehomeposition.Computersimulationofhomeposition:Firstly,thegeometricalstructureparametersofDiamondrobotweresetupaccordingtoaDiamondrobotofChenxing(Tianjin)AutomationEquipmentCo.，LTD,and6gro

8、upsofsimulationparametersweresetupaccord