一種6自由度力反饋主手重力平衡方法
本文選題:力反饋主手 + 靜態(tài)透明性; 參考:《機(jī)械設(shè)計(jì)》2017年11期
【摘要】:透明性是力反饋主手核心性能之一,直接影響到主手的力反饋精度、運(yùn)動(dòng)精度,以及操作者的疲勞感。當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度不高時(shí),能否減少甚至完全消除主手重力對(duì)人手的影響成為力反饋主手研制中的關(guān)鍵技術(shù)。文中提出了一種重力平衡方法,可以讓包括位置機(jī)構(gòu)與姿態(tài)機(jī)構(gòu)在內(nèi)的6自由度混聯(lián)式主手實(shí)現(xiàn)完全重力平衡,具有優(yōu)良的靜態(tài)透明性。同時(shí),為了應(yīng)用于制造和生產(chǎn),又對(duì)提出的重力平衡條件進(jìn)行了誤差靈敏度分析。結(jié)果表明,在眾多影響因素中,桿件質(zhì)量與質(zhì)心位置造成的不平衡均可通過調(diào)整配重來(lái)補(bǔ)償,而桿件尺寸的誤差及手腕質(zhì)心位置對(duì)透明性影響最大,無(wú)法通過調(diào)整配重來(lái)消除。為了減少手腕質(zhì)心位置與桿件尺寸造成的影響,文中給出了桿件公差帶布置方法與各公差的限制條件。試驗(yàn)表明,主手在理論上滿足重力平衡條件以后,通過應(yīng)用文中給出的結(jié)論,可在實(shí)際中很好地保證主手的重力平衡性能。
[Abstract]:Transparency is one of the core properties of the force feedback master hand, which directly affects the force feedback accuracy, motion accuracy and operator fatigue of the main hand. When the movement speed is not high, it is a key technology to reduce or even eliminate the influence of the gravity of the main hand on the hand in the development of the force feedback master hand. In this paper, a gravity balance method is proposed, which can realize the complete gravity balance of the 6-DOF hybrid master hand, including the position mechanism and the attitude mechanism, and has excellent static transparency. In order to be used in manufacturing and production, the error sensitivity of the proposed gravity equilibrium condition is analyzed. The results show that the imbalance caused by the mass and centroid position of the member can be compensated by adjusting the weight, but the error of the bar size and the position of the centroid of the wrist have the greatest influence on the transparency, which can not be eliminated by adjusting the weight. In order to reduce the influence caused by the position of the center of mass of the wrist and the size of the bar, the layout method of the tolerance zone of the bar and the limiting conditions of each tolerance are given in this paper. The experiment shows that the gravity balance performance of the master hand can be well guaranteed in practice by applying the conclusions given in the paper after satisfying the gravity equilibrium condition in theory.
【作者單位】: 天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教育部機(jī)構(gòu)理論與裝備設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)資助項(xiàng)目(2007AA04Z205)
【分類號(hào)】:TP242
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,本文編號(hào):1931228
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