柔性多維精密定位平臺的設(shè)計及誤差分析.pdf

1、精密定位技術(shù)是納米操作、納米測量以及納米制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。開展基于新的機構(gòu)形式、驅(qū)動方式、檢測技術(shù)及控制方法的多自由度、大行程、高精度精密定位系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究，對促進我國航空航天工程的發(fā)展、高精尖科技的進步，具有深遠的意義。本文以重慶大學機械傳動國家重點實驗室科研業(yè)務(wù)專項項目和上?？臻g飛行器機構(gòu)重點實驗室開放課題為依托，以多自由度、大行程和高定位精度等為目標，發(fā)明了一體式六自由度精密定位平臺（專利號：ZL201310029779.5

2、），針對該定位平臺，開展了結(jié)構(gòu)設(shè)計、靜態(tài)特性分析、位姿誤差分析、精度補償、精度綜合及仿真試驗等研究。
　　本研究應(yīng)用柔順機構(gòu)學、空間機構(gòu)學等理論，創(chuàng)新性地設(shè)計并研制了六自由度精密定位平臺，利用虛功原理和偽剛體法進行運動學分析，推導了定位平臺總體剛度矩陣和運動學正解方程，并通過RPY（滾動-俯仰-偏轉(zhuǎn)）角姿態(tài)描述方法得到了精密定位平臺的位姿描述方程。利用誤差-微分關(guān)系理論，建立了定位平臺位姿誤差數(shù)學模型和精度補償模型，引入誤差權(quán)重系

3、數(shù)的概念，提出了利用誤差權(quán)重系數(shù)法分析原始誤差對定位平臺整體位姿誤差影響的理論和基于權(quán)重系數(shù)加權(quán)法的精度綜合方法，揭示了定位平臺位姿誤差隨幾何參數(shù)的變化規(guī)律。研究了精密定位平臺的整體加工工藝，以及針對該定位平臺的線切割加工方法。搭建了精密定位平臺的試驗平臺，對其輸出特性、重復(fù)定位精度、線性度、精度補償?shù)冗M行了試驗研究，實現(xiàn)了高精度、多自由度的納米級定位，并對定位平臺的定位性能進行綜合評價，得到了定位平臺的各項性能指標，達到了預(yù)期的設(shè)計目