冗余并联机构的精度分析

殷小龙

摘 要：精度和误差是并联机构的重要评价指标，在实际工程中，对并联机构都有很高的精度和误差的要求。在理论上，并联机构应该比串联机构的精度更高，但由于并联机构具有奇异位形，因此并联机构的精度甚至还没有串联机构高。该文求出了2自由度非冗余并联机构和冗余并联机构的精度和误差表达式，分析了一类奇异点和二类奇异点在精度方面的差别。同时指出，要想部分甚至于完全消除机构的奇异位形，引入驱动冗余这一概念是个非常好的方法。

关键词：精度 奇异位形 驱动冗余

中图分类号：TH112 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（b）-0060-01

并联机构的精度是并联机构中的重要参数和指标之一。末端执行器的位置和姿态的定位精度或误差叫做并联机构的精度或误差。并联机构无需考虑姿态的精度和误差，只需研究位置的精度和误差[1]。并联机构杆件的几何误差、控制误差和震动误差等都会引起并联机构的误差，该文只研究并联机构的几何误差[2]。几何误差的诱发因素主要有驱动关节的误差、关节安装位置误差和关节的制造误差。其中最重要的因素就是驱动关节误差的影响。

1 非冗余并联机构的精度分析

3 结语

对于非冗余并联机构，误差最大值在第二类奇异曲线上。在除去奇异曲线的其他区域内，越靠近奇异位形，机构的误差也就越大。

对于冗余并联机构，误差最小的地方在工作空间的中心，越接近工作边界误差越大。

参考文献

[1] Yuefa Fang，Lung-Wen Tsai.Structure Snythesis of a Class of 4-DOF and 5-DOF parallel Manipulator with Identical Limb Sturctures[J].The International Journal of Robitcis Research，Vol.21 No.9， September 2014，pp 799-810.

[2] Xianwen Kong，Clement M.Gosselin.Type Synthesis of 3T1R 4-DOF Parallel Manipulators Based on Screw Theory[J].IEEE TRANSACTIONS ON ROBOTICS AND AUTOMATION， VOL.20，NO.2，APRIL 2004.

[3] 杨廷力.机器人机构拓扑机构学[M].北 京：机械工业出版社，2004.

[4] Cleary K.et Arai T.A prototype parallel manipulator：kinematics construction，software， workspace results and singularity analysis[J].In IEEE Int.Conf.on Robotics and Automation， pages 566-571，Sacramento，11-14 Avril2013.