论文摘要
精度是并联机构的重要性能指标之一,其相关问题至今尚未得到妥善解决。本文面向国家航空制造业的重大需求,在国家科技支撑计划重点项目（项目编号:2006BAF01B00）的资助下,较为深入地研究了3-PRS并联机构的运动学分析、精度分析及精度综合问题,以期为具有我国自主知识产权的新型三坐标（1T2R）并联动力头的精度设计与样机研制提供理论支撑。全文主要工作如下:在运动学分析方面,利用闭环矢量链法建立该机构的位置正、逆解模型,并采用解析法和数值法研究该机构的位置正解问题;进而构建其速度映射模型,根据运动约束条件通过矢量运算得到该机构6阶速度全雅可比矩阵,为机构末端可补偿误差与不可补偿误差的几何误差源辨识奠定基础。在误差建模方面,基于小摄动原理构造3-PRS并联机构几何误差源与末端位姿误差之间的映射模型,分别利用驱动雅可比矩阵与约束雅可比矩阵辨识影响系统末端位姿误差的可补偿几何误差源与不可补偿几何误差源。在灵敏度分析方面,建立该机构不可补偿误差映射方程的概率模型,提出一种灵敏度分析指标,使用蒙特卡洛方法对误差进行模拟,通过灵敏度分析确定不可补偿误差源对末端位姿误差的影响程度;使用搜索法确定机构末端不可补偿误差最大值所在位形。在精度综合方面,以制造成本最小为优化目标,将输出误差最大值满足给定公差范围要求作为约束条件构造其优化数学模型,利用遗传算法合理地优化各不可补偿几何误差源的公差。