OPTIMAL CALIBRATION AND OPTIMAL DESIGN OF HIGH PRECISION PARALLEL MECHANISMS

高精度并联机构的优化标定与优化设计

• 批准号: 14550119
• 负责人: TAKEDA Yukio
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14550119/
• 关键词: Robotics; Kinematics; Parallel mechanism; Absolute accuracy; Calibration; Optimal design; Displacement error measurement; 設計工学; 変位測定

In order to realize a high precision parallel mechanism, it is necessary to carry out precise kinematic calibration and to carry out optimal design with consideration of effect of calibration. For precise kinematic calibration, I proposed using a low order Fourier series obtained by transforming the data for periodic measurement paths such as circular paths. Two non-dimensional indices were proposed for evaluating the degree of independence regarding the measurement paths and calibration parameters. An index was also proposed to evaluate the accuracy of the calibration with regard to measurement error. An algorithm for determining optimal measurement paths and an optimal set of a specified number of paths using these indices was also proposed. The effectiveness of the proposed method, indices, and algorithm was investigated through simulations and experiments with an experimental worktable using a spatial parallel mechanism with six degrees of freedom that was developed in my laboratory. Using simulation results of parallel mechanisms with different kinematic constants, optimal design with consideration of the effect of kinematic calibration was discussed. The effect of measurement strategies of output displacement error on the result of kinematic calibration was investigated through simulations.

为了实现高精度并行机制，有必要进行精确的运动学校准并考虑校准效果的最佳设计。为了精确的运动学校准，我提出了通过将数据转换为周期性测量路径（例如圆形路径）获得的低阶傅立叶系列。提出了两个非二维指数，以评估有关测量路径和校准参数的独立性程度。还提出了指数来评估校准在测量误差方面的准确性。还提出了一种用于确定最佳测量路径和使用这些指数的指定数量路径的最佳集合的算法。通过使用空间平行机制进行实验工作的模拟和实验，研究了所提出的方法，索引和算法的有效性，该实验是在我的实验室中开发的六个自由度。使用具有不同运动学常数的平行机制的仿真结果，讨论了具有运动学校准作用的最佳设计。通过模拟研究了输出位移误差的测量策略对运动学校准结果的影响。

项目成果

3λパラレルメカニズム形ステージのキャリブレーション機構設計(キャリブレーション用変位誤差測定法の検討)

3λ并联机构台标定机构设计（标定用位移误差测量方法研究）

• 发表时间: 2003
• 期刊: 日本機械学会2003年度年次大会講演論文集 IV
• 作者: 沈崗;武田行生
• 通讯作者: 武田行生

Kinematic Calibration of In-Parallel Actuated Mechanisms Using Fourier Series (2nd Report, Experimental Investigations)

使用傅立叶级数对并联驱动机构进行运动学校准（第二份报告，实验研究）

• 发表时间: 2003
• 期刊: Transactions of the JSME, Series C Vol.69, No.682
• 作者: Gang SHEN;Yukio TAKEDA;Hiroaki FUNABASHI
• 通讯作者: Hiroaki FUNABASHI

沈崗, 武田行生, 舟橋宏明: "フーリエ級数を用いたパラレルメカニズムのキャリブレーション(第2報,実験的検討)"日本機械学会論文集C編. 69巻,682号. 1691-1698 (2003)

Gang Shen、Yukio Takeda、Hiroaki Funahashi：“使用傅立叶级数校准并联机构（第二次报告，实验研究）”日本机械工程师学会会刊，C 版，第 69 卷，第 682 期。1691-1698（2003 年）。 ) )

フーリエ級数を用いたパラレルメカニズムのキャリブレーション(第2報,実験的検討)

使用傅里叶级数校准并联机构（第二次报告，实验研究）

• 发表时间: 2003
• 期刊: 日本機械学会論文集C編 69
• 作者: 沈崗;武田行生;舟橋宏明
• 通讯作者: 舟橋宏明

沈崗, 武田行生: "3λパラレルメカニズム形ステージのキャリブレーションと機構設計(キャリブレーション用変位誤差測定法の検討)"日本機械学会2003年度年次大会講演論文集. IV. 165-166 (2003)

沉刚、武田幸雄：《3λ并联机构工作台的标定与机构设计（标定用位移误差测量方法的研究）》日本机械工程学会2003年年会论文集IV（165-166）。