并联6_SPS机构位姿误差分析

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并联6SPS机构位姿误差分析并联62SPS机构位姿误差分析X
洪 林1
， 赵新华2
， 张 策1
， 温殿英2
( 1. 天津大学 机械工程学院， 天津 300072; 2. 天津理工学院 机械工程学院， 天津 300191)
摘 要:结合并联机构的特点，应用机器人微分关系建立了并联 6 2SPS机构位姿误差分析的正解模型，给定各结构
参数误差即可得出主轴端的位姿误差. 应用此模型可定量分析结构误差对主轴端位姿误差的影响. 为并联机器人
的精度综合提供了理论依据.
关键词: 并联机器人; 精度分析; 位姿误差
中图分类号: TH112 文献标识码: A
Pose er rors analysis of 62SPS stewar t platform
HONG Lin1
， ZHAO Xin2hua
2
， ZHANG Ce
1
， WEN Dian2ying2
( 1. College of Mec. Eng. ， Tianjin Universit y， Tianjin 300072， China;
2. College of Mec. Eng. ， Tianjin Institute of Technology， Tianjin 300191， China)
Abstract: A new analysis method based on the forward kinemat ics solut ion is presented in this paper. For the
given errors including all the structural dimensions， the pose errors of the end effector can be derived directly.
Those structural parameters sensi t ive to the end effector errors can be found wi th the analysis method. The
model provides a basis for the accuracy synthesis of the mechanism.
Keywords: paral lel manipulators; accuracy analysis; pose errors
机器人的实到位姿与理论位姿之间的偏差，称为
机器人的位姿误差， 这个指标直接影响到机器人作业
质量的好坏.对机器人的位姿误差进行分析的主要目
的，在于建立机器人的位姿误差数学模型，并进行误差
综合，制定减序合理分配这些误差的控制策略， 提高
末端执行器的作业精度.
有关并联机器人误差分析的建模方法， 采用的误
差补偿措施等方面， 研究学者从各个不同的角度提出
了-些计算及分析方法[1 3]
， 其中包括: 传统的 D2H
参数法以及由此形成的影响系数法和显著性分析方
法[4， 5]
，将产生机器人位姿误差的各D2H 参数误差(即
各单项原始输入误差)视作同等的地位，研究机器人末
端执行器位姿误差的总效果. 而实际的情况是:对每-
种具体的机器人，由于其结构的不同， 各D2H 参数误
差对其末端位姿误差的影响必然不同， 有些D 2H 参数
误差在机器人的作业过程中甚至不发生影响或影响相
对较小;其中影响系数法较适合于具有明确运动轴线
的并联机器人， 缺乏通用性.另外还有仅对制造误差进
行分析的数值解法以及用于空间机构的环路增量
法[6， 7]
，这类方法对误差种类的分析不全面且计算繁
琐.用于平面及空间的误差概率分析法及误差限的分
析法[ 8 9]
中对并联62SPS机构主轴端的误差可能的范
围作出了解释， 但未能说明各结构误差对主轴影响大
小.
本文旨在寻求-种便于求解的误差正解方法， 对
于给定的各结构参数误差，应用此模型可直接得出并
联62SPS机构主轴端位姿误差， 并可以进-步定量分
析各结构参数误差对主轴端误差的影响， 从而确定该
项误差的影响因子， 为误差综合以及所采用的误差补
偿措施等方面提供有力依据.