發(fā)布時間：2020-07-10 02:14

【摘要】：本文以剛體運動的不變量與不變式為主線,研究回轉(zhuǎn)誤差運動的整體幾何性質(zhì),討論回轉(zhuǎn)副不變量精度的定義、測試、分析、評價以及不變量誤差的辨識與補償,將剛體運動幾何學(xué)理論擴展到定軸誤差運動,主要內(nèi)容如下:(1)提出并證明了剛體一般空間運動退化為三類定軸運動的充要條件�；�于剛體空間運動學(xué)理論,討論了三類典型運動副C、H、R約束下剛體的定軸運動性質(zhì)以及剛體上點與直線軌跡的局部和整體幾何性質(zhì),在理論上推導(dǎo)出三類定軸運動的不變量和不變式并證明其與定軸運動約束之間的充分必要關(guān)系。(2)研究了定軸誤差運動的離散軌跡整體幾何性質(zhì),基于定軸運動的充要條件,得到了定軸誤差運動的不變量一一最小球面像曲線和最小腰線,并以此描述定軸誤差運動與理想定軸運動的偏差,討論了定軸誤差運動剛體上點、直線、平面以及圓柱面的軌跡幾何性質(zhì),為回轉(zhuǎn)副精度分析、測試以及評價等提供依據(jù)。(3)提出了回轉(zhuǎn)誤差運動的不變量精度概念,使得回轉(zhuǎn)副精度指標不受測量數(shù)據(jù)的參考點位置和測試圈數(shù)的影響�；�于雙標準球測試方法與數(shù)據(jù),建立回轉(zhuǎn)副誤差運動測試的運動幾何學(xué)模型,解出六自由度回轉(zhuǎn)誤差運動參數(shù),將回轉(zhuǎn)誤差運動的不變量數(shù)值分解為平移誤差與角擺誤差,據(jù)此研究了回轉(zhuǎn)誤差運動的單圈不變量誤差變化規(guī)律與多圈不變量誤差收斂性質(zhì)。(4)提出了回轉(zhuǎn)副不變量精度特性的彈性冗余空間機構(gòu)模型,研究實際回轉(zhuǎn)副的彈性冗余約束結(jié)構(gòu)與幾何物理約束方程,建立了回轉(zhuǎn)副不變量精度與運動副約束結(jié)構(gòu)、幾何參數(shù)及其誤差、零件物理屬性以及工況載荷等因素之間的耦合關(guān)系,將回轉(zhuǎn)副的精度分析問題轉(zhuǎn)化為彈性冗余機構(gòu)的運動學(xué)/動力學(xué)求解問題。(5)提出以最小球面像曲線與最小腰線定義回轉(zhuǎn)副的運動軸線,并以運動軸線軌跡的近似幾何軸線作為回轉(zhuǎn)副的固定軸線,澄清了多回轉(zhuǎn)副組合運動鏈的運動副誤差與構(gòu)件誤差的概念,由此建立五軸機床轉(zhuǎn)臺與SCARA機器人運動鏈的機構(gòu)模型,研究基于回轉(zhuǎn)誤差運動不變量的運動鏈誤差測試、辨識、分析以及補償方法。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH113.2
【圖文】：

自由度）牽連運動加上剛體沿參考直線（兩自由度）相參考直線轉(zhuǎn)動），由剛體運動的瞬軸性質(zhì)與定軸運動的約件式，再分別討論三類定軸運動的直線軌跡整體幾何性質(zhì)變式，為后續(xù)章節(jié)的誤差運動分析、測試與評價等提供理間運動描述逡逑動通常以直角坐標參數(shù)或極坐標參數(shù)表示，其參數(shù)取值響。相應(yīng)地，剛體上點與直線的軌跡參數(shù)也隨參考坐標系利于分析剛體上點與直線軌跡的幾何性質(zhì)。在微分幾何學(xué)生的影響，可采用運動不變量描述點與直線軌跡的幾何的運動軌跡方程逡逑體的空間運動，在運動剛體１，？上建立運動坐標系丨0ｍ；固定坐標系丨＾／：卜＾＾＾如圖之一所示：則＾＾相對＆的在固定坐標系中的三個平動參數(shù)（＾（＾／，＾（＾／，切一與繞＾＾示。逡逑

對于給定的空間運動，上述六個運動參數(shù)均為時間／的函數(shù)，可采用剛體運動幾何逡逑學(xué)方法寫出點與直線運動軌跡的矢量方程［１］。逡逑４上的任意點尸ｍ隨４運動，４軌跡在固定坐標系中形成空間曲線／Ｖ，如圖２．２逡逑所示。／＞／的矢量方程可寫為：逡逑ｒＰｊ邋＼Ｒｐｆ邋＝邋Ｒ0ｍｆ邐Ｒ0ｍｆ邋＝［ｘ0ｍｆ，ｙ0ｍｆ＾ｚ0ｍｆ］Ｔ，邋ｒＰｍ邋＝邋［ｘｐｍ，ｙＰｍ，Ｚｐｍ］Ｔ邋（２．１）逡逑其中坐標旋轉(zhuǎn)變換矩陣［Ｍｗ／］取值為：逡逑ｃ０］ｃｄ２邋ｃｄ］Ｓ６２ｓｄ３邋－邋ｓＯ］Ｃ０３邐ｈ－逡逑［Ｍｗ／］邋＝邋ｓ９］ｃ６２邋ｓＯ］ｓ６２ｓ６３邋＋ｃ６｝ｃ９３邐（２．２）逡逑－ｓｄ２邐ｃＱ２ｓ６３邐ｃ０２ｃ６３逡逑以上兩式中／？ｐ／為點八？在固定坐標系中的矢量，／？0ｗ／為原點在固定坐標系中的逡逑矢量；為點在運動坐標系中的坐標矢量，６、（９２、徏為Ａ－）－／歐拉角，如圖２．１所逡逑示。字母ｓ與ｃ分別表示ｓｉｎｅ與ｃｏｓｉｎｅ。逡逑ｉｐＴ邋ｋｍ逡逑ｊ／邋１邋ｈｙ逡逑圖２．２剛體空間運動與直線軌跡逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｓｐａｔｉａｌ邋ｍｏｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ａ邋ｒｉｇｉｄ邋ｂｏｄｙ邋ａｎｄ邋ａ邋ｌｉｎｅ－ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ逡逑上過點Ｐｗ的任意直線隨運動，“軌跡在固定坐標系中形成直紋面N希�，其辶x鮮噶糠匠炭尚次�：辶x希蓿�／邋：邋＿b歟�（［E蓿椋�邋Ａ？）邋＝邋Ｐｉ．ｑw澹

本文編號：2748320