基于水平集方法的并联机构输出误差分析

摘要

并联机构具有输出精度高、操作刚度大以及逆运动学求解简单等优势,因此,受到越来越广泛的关注,并在半导体制造,MEMS系统以及微创手术等相关领域中开始使用.然而,此类应用对于并联机构的操作精度具有很高的要求,因此建立一种快速、准确以及高效的误差分析算法对于并联机构的精度分析具有重要意义.本文基于并联机构工作空间和关节空间之间的映射关系,借鉴水平集方法的基本思想,提出了基于输出误差曲面边界推进的并联机构误差分析方法.根据输入误差曲面相对于输入误差边界的广义距离定义输出误差曲面的法向推进速度场,可以提高误差曲面的推进效率和搜索稳定性.采用逆运动学原理完成并联机构的输出误差分析,因此该方法具有模型简单、计算量小等优点,同时,对处于奇异位形的并联机构仍然有效.