[發明專利]在時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法

有效

• 申請號: 201611268360.5
• 申請日: 2016-12-31
• 公開（公告）號: CN106802225B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 朱小龍;宋代平;鄭萬國;謝志江;范乃吉;袁曉東;王凡;陳遠斌;牟力勝
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心;重慶大學
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00;G05D1/08
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

一種時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法，其包括步驟：建立與該外掛物相關的一個變形誤差數據庫；在溫度場的溫度發生改變后，確定該外掛物末端的實際位置；對比該外掛物末端的實際位置和理想位置，以確定更改外掛物末端的位置偏差值；根據該外掛物的偏差值和該變形誤差數據庫，確定該外掛物末端的位置需要被調整的調整值；以及根據該外掛物末端的位置需要被調整的調整值，藉由該六自由度非解耦機構對該外掛物末端的位置進行調整，該六自由度非解耦機構時變溫度場外掛物模型誤差補償方法在穩定不恒定的狀態下由于熱脹冷縮而造成的該六自由度非解耦機構的末端位置發生細微改變的補償，能夠提高該外掛物的運動位姿精度。

技術領域

本發明涉及一種誤差補償方法，特別涉及一種在時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法。

背景技術

現有的工業、軍事技術發展領域對物體的空間運動精度要求越來越高，并且環境溫度的改變會或多或少改變物體原有的位置。熱脹冷縮對位置精度要求很高的場合有著重大的影響，因此研究溫度改變對模型的誤差補償有不可忽視的意義。

風洞是進行空氣動力研究的重要技術裝備，特別是對國家的航空航天事業的發展有著至關重要的作用。國家要發展飛機，發展飛行器，就必須要有整套的能夠進行驗證的空氣動力試驗設施。

在風洞試驗內部空間中，外掛物(飛機、導彈等)固定在空間六自由度機構上，并用來模擬真實情況下的外掛物位姿調整。風洞試驗內部空間溫度并不是恒定的，且在相當大的范圍內變化。依據熱脹冷縮原理，這就造成了不同溫度下外掛物中心點會發生細微的變化，直接會影響到外掛物中心點的初始位置，并對以后的測量結果產生意想不到的差別，而且軍事行業對數據更為敏感，很小的數據誤差也有可能造成很大的錯誤。鑒于此，研究非解耦情況下的溫度場改變對模型末端的誤差補償就有著重大的意義和價值。因此，本發明提供一種時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種可靠的時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法。

為了達到上述目的，本發明提供一種時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法，其中該時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法包括以下步驟：

步驟1，通過分析軟件導入模型，在外掛物模型末端設定的不同位姿(理論位姿)下，設定不同的環境溫度，通過分析檢測外掛物模型末端位姿的改變量，并建立起與基于溫度改變的變形誤差數據庫；

步驟2，根據模型任意位姿和區間溫度通過插值法查變形誤差數據庫確定該外掛物模型的變形誤差；

步驟3，根據該外掛物模型的變形誤差和位姿，對機構運動方程逆解，確定該外掛物模型的末端位置需要被修正的調整值；

步驟4，根據該外掛物模型的末端位置需要被調整的調整值，藉由該六自由度非解耦機構對該外掛物模型的末端位置進行調整。

作為對本發明的該時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法的進一步優選的實施例，在該步驟1中，通過有限元軟件導入模型，在外掛物模型末端設定的不同位姿(理論位姿)下，設定不同的環境溫度，通過分析檢測外掛物模型末端位姿的改變量，并建立起與基于溫度改變的變形誤差數據庫。

作為對本發明的該時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法的進一步優選的實施例，在該步驟2中，根據模型任意位姿和區間溫度通過插值法查變形誤差數據庫確定該外掛物模型的變形誤差。

本發明的該時變溫度場中六自由度非解耦機構末端位姿誤差補償法優勢在于：