[发明专利]非解耦机构的惯性力引起末端弹性变形误差补偿法

说明书

一种非解耦机构的惯性力引起末端弹性变形误差补偿法，其包括步骤：在一个六自由度串联机构处于非解耦状态而形成一个非解耦机构时，确定该非解耦机构的末端位姿及加速度；在一个特定条件下，获得在该非解耦机构的各个自由度在不同状态下的惯性力；根据该非解耦机构在各个自由度的不同状态下的惯性力，建立与该非解耦机构的末端位姿与该非解耦机构的各个自由度在不同状态下的惯性力的一个末端位姿误差补偿数据库；以及在试验的过程中，获得该非解耦机构的末端位姿及加速度和根据该末端位姿误差补偿数据库，对该非解耦机构的末端位姿进行补偿。

技术领域

本发明涉及一种多自由度机构的末端弹性变形误差补偿法，尤其是涉及一种非解耦机构的惯性力引起末端弹性变形误差补偿法。

背景技术

在某些设备试验系统中，由于实验对象的不同，多自由度机构(例如六自由度机构)末端需要更换不同的实验对象，然而在机构设计时，机构的旋转中心只可能与一种实验对象中心重合。在这种情况(解耦情况)下，实验对象各自由度的运动只需要对应的机构运动就能实现。当更换实验对象时，就会出现机构的旋转中心与实验对象的旋转中心不重合的情况。在这种情况(非解耦情况)下，实验对象的某一自由度的运动，可能需要两个或多个自由度机构的同时运动才能实现，而多自由度耦合运动产生的惯性力，由于涉及多自由度运动的排列组合多，计算复杂，对实验对象的运动产生的误差很难通过简单的解耦控制来实时补偿，对于此种情况下的机构末端误差目前还没有较好的补偿办法，因而本发明设计了一种针对此种情况下创新的误差补偿方法，提供一种非解耦机构的惯性力引起末端弹性变形误差补偿法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可靠且简洁的非解耦机构的惯性力引起末端弹性变形误差补偿法。

本发明的该非解耦机构的惯性力引起末端弹性变形误差补偿法能够对六自由度串联机构的末端处于非解耦状态时，因该六自由度串联机构产生的惯性力引起的机构弹性变形而最终导致该六自由度串联机构的末端误差进行补偿。本发明的该非解耦机构的惯性力引起末端弹性变形误差补偿法采用的技术方案是包括如下步骤：

S1、首先在非解耦状态下，确定末端位姿一机构状态表；

S2、在给定的运动条件下(例如机构末端加速度)，确定机构状态一惯性力表；

S3、根据各机构的惯性力确定机构惯性力一末端位姿误差表；

S4、将机构末端的位姿对应的末端位姿误差补偿到相应的电机控制量中，以实现对该非解耦机构的惯性力引起末端弹性变形的误差进行补偿。

本发明进一步提供一种非解耦机构的惯性力引起末端弹性变形误差补偿法，其包括如下步骤：

步骤1，在一个六自由度串联机构处于非解耦状态而形成一个非解耦机构时，确定该非解耦机构的末端位姿及加速度；

步骤2，在一个特定条件下，获得在该非解耦机构的各个自由度在不同状态下的惯性力；

步骤3，根据该非解耦机构在各个自由度的不同状态下的惯性力，建立与该非解耦机构的末端位姿与该非解耦机构的各个自由度在不同状态下的惯性力的一个末端位姿误差补偿数据库；

步骤4，在试验的过程中，获得该非解耦机构的末端位姿和根据该末端位姿误差补偿数据库，对该非解耦机构的末端位姿进行补偿。

作为对本发明的该非解耦机构的惯性力引起末端弹性变形误差补偿法的进一步优选的实施例，在该步骤2中，该特定条件是该非解耦机构的末端加速度，从而在步骤2中，当该非解耦机构的末端加速度确定时，获得该非解耦机构的各个自由度下的不同状态的惯性力。

作为对本发明的该非解耦机构的惯性力引起末端弹性变形误差补偿法的进一步优选的实施例，在该步骤4中进一步包括步骤：