[發明專利]一種星載天線的伸展臂末端位姿靜態誤差域的計算方法

有效

• 申請號: 201810074349.8
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108225239B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 劉天喜;楊智穎;梁磊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;G01B21/22;G01B21/24;G01B21/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.一種星載天線的伸展臂末端位姿靜態誤差域的計算方法，其特征在于，該方法的具體步驟為：

步驟一、確定伸展臂的需要進行等效分析的m處誤差環節，m處誤差環節中的某處誤差環節為圓跳動、平行度或同軸度公差的誤差環節；分別建立圓跳動、平行度和同軸度公差的等效分析模型，將圓跳動、平行度和同軸度公差表示為平動或轉動誤差；

所述建立圓跳動公差的等效分析模型，將圓跳動公差表示為平動誤差，其具體過程為：

圓跳動的公差帶為圓形，以圓形公差帶的內接正方形或外切正方形對該圓形進行逼近，通過遍歷相互垂直的兩方向的公差值，形成正方形公差帶，將該正方形公差帶作為直角坐標系中圓跳動的公差帶，即圓跳動的公差等效為相互垂直的兩處長度量誤差；

所述建立平行度公差的等效分析模型，將平行度公差表示為轉動誤差，具體過程為：

平行度的公差帶為圓柱形，對平面的平行度進行分析，設置公差值為δ、關節寬度為d，則目標平面與基準面之間最大偏角β為

β＝arctan(δ/d) (1)

即平行度的公差等效為角度量誤差；

所述建立同軸度公差的等效分析模型，將同軸度的公差表示為轉動誤差，具體過程為：

同軸度的公差帶為圓柱形，對軸線的同軸度進行分析，設置公差值為δ'、關節寬度為d'，則軸線與基準軸之間的最大偏角β'為

β'＝arctan(δ'/2d') (2)

即同軸度的公差等效為角度量誤差；

步驟二、根據公差帶類型將步驟一的m處誤差環節等效為作運動的平動關節或轉動關節；

按照從基體到末端的順序對伸展臂的m處誤差環節進行編號，并分別建立基體和m處誤差環節的固連坐標系，即共計m+1個坐標系；利用第i處誤差環節的四個DH參數d_i、θ_i、a_i和α_i來表示兩個相鄰坐標系i-1和i之間的相對位置和指向，i＝1,2,…,m；其中：

d_i是坐標系i的關節偏置，表示從X_i-1軸到X_i軸的距離，沿Z_i軸的指向為正；

θ_i是坐標系i的關節轉角，表示從X_i-1軸到X_i軸的轉角，繞Z_i軸正向轉動為正；

a_i是坐標系i的連桿長度，表示從Z_i-1軸到Z_i軸的距離，沿X_i-1軸的指向為正；

α_i是坐標系i的連桿扭角，表示從Z_i-1軸到Z_i軸的轉角，繞X_i-1軸的正向轉動為正；

i＝1時，表示利用第1處誤差環節的四個DH參數d₁、θ₁、a₁和α₁來表示基體坐標系和第1處誤差環節坐標系之間的相對位置和指向；

計算得到m處誤差環節的4m個DH參數的數值，且所述4m個DH參數中為變量的DH參數的個數為k個；

步驟三、以步驟二中任意一個為變量的DH參數的理論設計值為中心，設置細分遍歷步數n₀，在公差帶內對該DH參數存在的位置進行離散化計算，得到該DH參數的n₀+1個長度量數值或角度量數值；并且對其余k-1個為變量的DH參數進行遍歷，得到其余k-1個為變量的DH參數的長度量數值或角度量數值；

步驟四、利用步驟三得到的k個為變量的DH參數的長度量數值或角度量數值，得到伸展臂末端位姿矩陣及伸展臂末端位姿的靜態誤差域。